相变储热太阳能木材干燥装置设计及性能研究
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
【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
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