首页 > 88必威

相变储热太阳能木材干燥装置设计及性能研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 22:17:18
热度:

相变储热太阳能木材干燥装置设计及性能研究【摘要】:传统太阳能干燥的空气集热器热效率低,间歇性供热,强度不能维持常量,而带有储热系统的干燥装置多采用混凝土、天然沸石等通过显热储热的方

【摘要】: 传统太阳能干燥的空气集热器热效率低,间歇性供热,强度不能维持常量,而带有储热系统的干燥装置多采用混凝土、天然沸石等通过显热储热的方式来存储热量,这种储热方式体积大,热效率还比较低。相变储热以高储能密度、易于运行系统匹配、易控制日益成为储热系统的首选方式。相变储热技术的应用使得太阳能木材干燥具有更为广阔的应用前景。 该文从理论计算入手,设计了新型相变储热木材太阳能干燥装置,并完成了设备研制及性能测试,为进一步开展木材太阳能干燥技术的研究及工业化应用提供理论指导与参考。主要研究结果如下: (1)该装置采用热管真空管作为太阳能空气集热器的组成单元,叉排铝管石蜡管束作为储热单元,兼有自动和手动控制及数据自动采集系统,可自动实施无动作、储热、集热器供热、储热系统供热、辅助加热器供热五种工作模式。 (2)集热器出风口最高温度64.8℃,平均功率为0.572kW,瞬时热效率为56%,供热效率在70%以上,最高总效率为76.1%。 (3)选用相变温度区间为48~54℃的石蜡作为相变储热材料,储热系统的换热系数为26.4 W/m2·℃;储热效率为58.8~74.4%,平均储热效率为66.5%;储热密度为54.5 MJ/m3。 (4)以厚度为35mm的杉木为试材,从初含水率72.7%干至终含水率13.5%只用了99h,相比大气干燥,缩短了111 h,干燥速率提高了1.12倍。相比常规蒸汽干燥,节能率为71.2%。 (5)首次推导了储热系统中储热材料用量和木材材积的配比关系式,即: 【关键词】:木材干燥 太阳能干燥 相变储热 装置设计 性能
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S782.31
【目录】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-9
  • 引言9-29
  • 1.1 中国的能源环境现状9-10
  • 1.2 我国木材干燥的能耗10-11
  • 1.3 我国的太阳能资源11-13
  • 1.3.1 我国太阳能资源的分布11-12
  • 1.3.2 太阳能资源的特点12-13
  • 1.4 太阳能干燥应用及研究概况13-18
  • 1.4.1 木材太阳能干燥的原理13
  • 1.4.2 国外应用及研究概况13-15
  • 1.4.3 国内应用及研究概况15-17
  • 1.4.4 太阳能干燥的特点17-18
  • 1.5 储热技术的研究概况18-25
  • 1.5.1 储热方式及储热物质18-21
  • 1.5.2 国内外的研究现状21-25
  • 1.6 储热技术在木材太阳能干燥上的应用研究25-26
  • 1.7 研究目的与意义26-27
  • 1.8 研究内容27-29
  • 2 相变储热木材太阳能干燥装置的理论设计29-47
  • 2.1 太阳能干燥装置的总体方案29-30
  • 2.1.1 干燥材积量的确定29
  • 2.1.2 集热器的选用29
  • 2.1.3 干燥装置的组成29-30
  • 2.2 木材水分蒸发量的计算30-31
  • 2.2.1 计算所需参数30-31
  • 2.2.2 一个周期内从木材内蒸发出的水分量31
  • 2.2.3 单位时间从木材内蒸发出的水分量31
  • 2.3 干燥过程中热量消耗计算31-33
  • 2.3.1 用于计算的介质参数31-32
  • 2.3.2 木材预热阶段的耗热量32
  • 2.3.3 木材蒸发阶段的耗热量32-33
  • 2.3.4 干燥箱壳体的热损失33
  • 2.3.5 干燥箱内的耗热量33
  • 2.4 储热系统的设计计算33-35
  • 2.4.1 储热装置储热量34
  • 2.4.2 储热材料量34
  • 2.4.3 储热单元数34-35
  • 2.4.4 集热器为储热箱供热的平均功率35
  • 2.5 集热器的设计计算35
  • 2.5.1 集热器需提供的热量35
  • 2.5.2 集热管的数量35
  • 2.6 辅助加热系统35-36
  • 2.7 空气动力计算36-44
  • 2.7.1 新鲜空气量和循环空气量的计算36-37
  • 2.7.2 干燥箱内的阻力计算37-39
  • 2.7.3 集热器内的压力损失39-40
  • 2.7.4 储热箱内的压力损失40-42
  • 2.7.5 管路压力损失42-43
  • 2.7.6 不同供热循环的压力损失43-44
  • 2.8 风机的选择44
  • 2.9 干燥装置主要设备参数44-45
  • 2.10 本章小结45-47
  • 3 干燥装置的组成及控制方案47-57
  • 3.1 相变储热木材太阳能干燥装置组成47-51
  • 3.1.1 集热器47-48
  • 3.1.2 干燥箱48-49
  • 3.1.3 储热系统49-50
  • 3.1.4 辅助加热器50
  • 3.1.5 自动和手动控制系统50-51
  • 3.1.6 移动机构51
  • 3.2 工作模式51-54
  • 3.3 干燥装置的特点54-55
  • 3.4 本章小结55-57
  • 4 集热器的性能研究57-65
  • 4.1 实验设备57-59
  • 4.2 实验步骤59
  • 4.3 实验分析与结果59-63
  • 4.3.1 集热器温升59-60
  • 4.3.2 集热器热效率60-61
  • 4.3.3 集热器瞬时功率61-62
  • 4.3.4 集热器总效率62-63
  • 4.4 本章小结63-65
  • 5 储热系统的性能研究65-79
  • 5.1 储热材料的物性测定65-68
  • 5.1.1 相变材料相变区间的测定65-67
  • 5.1.2 相变材料膨胀率的测定67-68
  • 5.2 储热系统换热系数的测定68-77
  • 5.2.1 实验材料68-69
  • 5.2.2 实验设备69-73
  • 5.2.3 实验原理73
  • 5.2.4 实验步骤73-74
  • 5.2.5 实验结果与分析74-77
  • 5.3 储热系统的储能效率和储能密度77-78
  • 5.4 本章小结78-79
  • 6 干燥系统的性能研究79-91
  • 6.1 干燥箱内温度测试79-84
  • 6.1.1 干燥箱温度均一性测试79-80
  • 6.1.2 干燥箱控温能力测试80
  • 6.1.3 装置内温度影响因素分析80-84
  • 6.2 干燥木材的性能测试84-88
  • 6.2.1 实验材料84
  • 6.2.2 实验设备84
  • 6.2.3 实验方法84
  • 6.2.4 实验结果与分析84-88
  • 6.3 经济与社会效益88-89
  • 6.3.1 干燥能耗对比88-89
  • 6.3.2 社会效益89
  • 6.4 本章小结89-91
  • 7 储热材料量与木材材积的优化配比91-99
  • 7.1 理论配比91-92
  • 7.2 实验测定92
  • 7.2.1 实验设备92
  • 7.2.2 实验方法与步骤92
  • 7.3 理论预测与实验测定对比92-97
  • 7.4 本章小结97-99
  • 8 结论与建议99-101
  • 8.1 主要结论99-100
  • 8.2 创新点100
  • 8.3 建议100-101
  • 参考文献101-107
  • 个人简介107-109
  • 导师简介109-111
  • 获得成果目录111-113
  • 致谢113-115
  • 附录115-116


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

我国太阳能干燥现状及在热利用中应有的地位    张璧光;伊松林;

太阳能沸石储热技术的实验研究    张建国,陈永昌,林宏佐

推进清洁生产 促进可持续发展    殷林波

燃料与用电结构    贾振航

木材联合干燥系统中太阳能集热器的应用研究    张壁光,赵忠信

木材特种干燥技术的发展现状    李文军,赵小矛,田勇臣

我国木材干燥技术现状与国内外发展趋势    张璧光

HST-1型太阳能木材干燥窑的研制、试验与追踪评价    张奇,王梅

无机盐/陶瓷基复合相变蓄热材料的研究    黄金;张仁元;

平面相变热传导问题等效热容法的有限元解    李海梅,顾元宪,申长雨

求解固-液相变问题的方法    周淳,郑金宝,张力立

陶粒湿屋面传热过程的有限元解法    杨红霞;戴天兴;崔保龙;吴小强;

太阳能-土壤源热泵蓄热系统的模拟计算    林媛;

木材真空干燥中蒸汽潜热回收的理论探讨    何正斌;伊松林;张璧光;

辽宁康平地区太阳能资源特征变化及评估    孙福义;康敏;姜涛;

建昌县近50年光照资源趋势变化及特征分析    马永忠;李明春;黄英华;杨学强;

云南省农村能源发展现状及思考    王晓燕;谢建;胡向军;

论太阳能普及教育在可持续发展中的作用    罗川旭;谢建;

校园太阳能并网发电示范电站的设计    王庆章;赵庚申;许盛之;李统福;王瑜;

云南省昆明市高校太阳能热水系统的研究    韩雷涛;谢建;苏庆益;

新型智能化太阳能光伏控制器的研究与应用分析    傅定文;韩莉娅;庄勇;谢建;

低压等离子喷涂制备MoB/CoCr涂层耐熔融Al-12.07%Si腐蚀研究    陈枭;张仁元;

太阳能温室技术特点评价及在三七干燥中的应用    屠文;游春梅;罗琼;谢建;

相变储能材料    徐建霞;柯秀芳;

太阳电池电极与铝背场烧结过程的数值模拟分析    孙国辉;晏石林;陈刚;

廊坊市安次区沼气调查与循环农业利用评价    王军;董谦;张桂春;

飞轮储能技术在电力系统中的应用    李永丽;张惠智;谈震;袁金桥;孙杰;李博通;

用于相变墙体中的相变材料的研究    闫全英;

太阳能级硅提纯技术研究进展    叶其辉;陈红雨;

相变材料在建筑节能领域应用研究综述    田稳苓;邢超;袁全;

节能型太阳能热水系统的设计与研究    周程生;黄凯旋;李品芳;

双鸭山矿区煤的自燃特性及预防技术基础研究    陈启文

甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究    高晓阳

熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性    左远志

稻草秸秆的预处理及生产乙醇的研究    孙万里

振荡流热管换热器换热性能及其在干燥系统中的应用研究    柴本银

也门1区块泡沫钻井参数计算与工艺技术研究    张君亚

利用两种大型海藻制备生物能源的探索研究    冯大伟

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

甘肃能源产业发展研究    张涛

蓄冷降温式太阳电池组件材料和热特性的理论与实验研究    秦红

聚氨酯膜预防综放巷道煤层自燃技术的研究    刘超

高能燃料燃烧流场的数值模拟与结构设计    张哲衡

蓄热电池一体化结构设计技术研究    徐鑫

太阳能果蔬脱水车间性能试验及苹果脱水工艺优化研究    高兴海

定形复合相变储能材料的制备及性能研究    杨文洁

利用太阳能干燥杏、红枣的研究    李峰

制干专用杏品种优选及制干工艺技术研究    邱杰

基于价值工程的恒温混水阀研发及国产化    李建红

碳热还原歧化法制备高品质硅的实验研究    吕东

武汉市能源消耗评价理论与方法研究    胡锐

木材联合干燥系统中太阳能集热器的应用研究    张壁光,赵忠信

太阳能烘干枸杞的研究初探    李怀赫;李明滨;

探索我国木材干燥技术的新型发展道路    张璧光;刘登瀛;

国内太阳能热利用现状与发展    杨启岳

带有热管与储热的整体式太阳能干燥室的开发    潘学飚;高建民;伊松林;张璧光;王天龙;

用于就仓干燥的太阳能辅助热泵系统    代彦军;代建国;汪喜波;魏雷;

太阳能在农产品干燥中的利用    樊军庆;张宝珍;

探索我国干燥技术的新型发展道路    刘登瀛;曹崇文;

太阳能-热泵联合干燥木材的实验研究    张璧光;

农副产品太阳能干燥技术的研究和发展    李洪斌,李志民,张跃,刘滔,刘群生

太阳能脱水车间改造与蔬菜湿差脱水研究    马宝龙

相变储能复合材料的研究和应用    张东,周剑敏,吴科如

燃料与用电结构    贾振航

木材联合干燥系统中太阳能集热器的应用研究    张壁光,赵忠信

太阳能-热泵除湿机-微计算机监控联合干燥系统的研究    TRCW课题组

高温双热源除湿干燥机的研制    张璧光;赵忠信;霍光青;王喜平;

除湿干燥技术在我国木材干燥中的应用与展望    霍光青;张璧光;赵忠信;

木材特种干燥技术的发展现状    李文军,赵小矛,田勇臣

木材热泵除湿干燥机节能工艺研究    周永东,张璧光,赵忠信

高温双热源除湿与太阳能组合干燥技术的研究    张璧光,赵忠信,高建民,霍光青

HST-1型太阳能木材干燥窑的研制、试验与追踪评价    张奇,王梅

新型木材干燥轴流风机性能实验研究    李景银,赵复荣,曹新民,赵立

第13次全国木材干燥学术研讨会    

木材干燥应力测试技术现状及展望    常建民

新型木材干燥系统    刘仲蔚

从国际干燥动态看我国木材干燥技术发展趋势    张璧光

木材干燥柔性控制系统    邵千钧,刘志坤,张文标

木材干燥装置的应用研究    严平,钱尚源,曹伟武

第13次全国木材干燥学术研讨会    

日本推出木材干燥自动化装置    

木材干燥皱缩机理及其特性研究    刘元

置换干燥及其在木材干燥中的应用前景    王连勇;王国恒;

计算机技术在木材干燥中的应用    崔会旺;杜官本;

木材干燥过程系统的解藕设计    翟振铎;袁旭梅;张雨文;刘红波;

仿人智能开关控制在木材干燥工艺中的应用    刘红波;耿昕;翟振铎;

木质废料燃烧的热量和回收烟囱热量在木材干燥中的应用研究    邵维进;

基于DSP微波-真空木材干燥硬件系统的设计    孙丽萍;李志辉;曹文华;

蒸汽-热泵联合干燥木材能耗的理论分析    宁炜;张璧光;张振涛;

多热源热泵与太阳能联合干燥木材的研究    张璧光;霍光青;伊松林;

古建筑木结构的保护问题    陈允适;刘秀英;李华;黄荣凤;

水压技术在木材干燥窑湿度调节中的应用    刘银水;杨友胜;李壮云;朱玉泉;

木材干燥应实施高效与绿色发展战略    北京林业大学教授 张璧光

大涌奠定中国红木家具行业地位    陆俊

中楠同创木工设备干燥合格率达96%    单人

世友木业率先采用“片检”先进技术    本报记者 史晓陵

滑县36万元重奖科技先进    崔晓利 尚存永

用创新推动企业不断成长    本报记者 卢飒

科协要协助中小企业腾飞    记者 柯颂通讯员 海生

中国干燥产业发展战略与对策    中国通用机械行业协会干燥分会秘书长 柴本银

大涌红木家具今更“红”    本报记者 柯颂 通讯员 谢巧明

红木家具企业启动“新展示”战略    朱勇忠饶颖

木材干燥的多场耦合建模仿真与优化研究    孟兆新

木材干燥智能控制系统的研究    侯晓鹏

木材干燥质量对胶接界面的影响    张晓峰

基于支持向量机的木材干燥预测控制技术    陈立生

木材微波—真空干燥特性的研究    李贤军

俄罗斯樟子松材干燥特性及其方材干燥技术的研究    刘树东

人工林杉木干燥过程传热传质数值模拟    郝晓峰

木材干燥神经网络建模与智能控制研究    张冬妍

木材干燥智能变结构控制技术研究    宋文龙

两级压缩高温热泵干燥木材的研究    张振涛

木材干燥窑风循环流控技术研究    常亮

基于神经网络的木材干燥控制系统研究与设计    毕武

基于无线数据传输的木材干燥参数检测系统设计    金光远

木材高频真空联合干燥控制方法的研究    王英

混沌优化的微波木材干燥模糊控制器的设计研究    曹文华

高频—对流双热源木材干燥工艺研究    徐岩

木材烘干分布式控制系统主控系统设计与实现    常鹏飞

木材常规干燥排气废热回收装置节能研究    冯立宁

木材常规干燥设备空气动力系统节能研究    李磊

基于单片机的木材干燥自动监控系统的研究    王权岱

Baidu
map