槽式聚光太陽能為驅(qū)動熱源的煙絲干燥特性研究

【摘要】：人類社會的生存與發(fā)展離不開能源，全球的能源總消耗越來越大，能源供求矛盾日益突出。其中，化石能源的消耗處于主導地位，隨著化石能源的進一步消耗和生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，可再生能源的開發(fā)和需求日益增長。可再生能源中的太陽能具有取之不盡、清潔無污染等優(yōu)點，對緩解全球能源短缺和環(huán)境污染等問題有著積極的意義。云南省地處祖國西南，太陽能資源豐富，且當?shù)責煵菪袠I(yè)經(jīng)濟效益好，卷煙廠生產(chǎn)工藝中制絲階段干燥煙絲需要消耗大量的熱能（150-300℃），如果利用太陽能來進行供熱，不但能節(jié)約大量化石能源，同時也拓寬了太陽能中高溫利用領(lǐng)域。本文主要開展了以下工作： （1）設(shè)計了與槽式聚光集熱系統(tǒng)相匹配的變徑管式干燥系統(tǒng)，采用了線聚焦V型金屬腔體作為集熱器，搭建了槽式聚光太陽能供熱干燥煙絲的實驗平臺并進行了相關(guān)干燥實驗，實驗數(shù)據(jù)表明：槽式聚光集熱系統(tǒng)的供熱溫度與煙絲干燥系統(tǒng)的需求溫度能較好的匹配。 （2）針對煙絲顆粒和氣流在干燥管中的互相作用，建立了氣流干燥煙絲過程的數(shù)學模型，并應(yīng)用Runge-Kutta法進行了數(shù)值求解，求解結(jié)果與實驗結(jié)果進行了對比分析，兩者的相對誤差在8%以內(nèi)，驗證了模型的準確性。 （3）繪制了煙絲干燥特性曲線，獲取了氣流溫度、速度及入口煙絲含水率等不同因素對煙絲干燥特性的影響。研究結(jié)果表明：當入口煙絲含水率和固氣比不變時，氣流溫度(190℃-200℃)升高或氣流速度（15m/s-20m/s）增加，煙絲含水率下降速度也相應(yīng)增加（即干燥速率加快）；當入口煙絲含水率變化時，煙絲干燥速率基本保持不變。 【關(guān)鍵詞】：太陽能 槽式聚光集熱系統(tǒng) 氣流干燥 干燥模型 煙絲 干燥特性
【學位授予單位】：云南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TS44
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 符號說明9-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景11-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀及存在的問題13-16
• 1.2.1 槽式聚光集熱系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 太陽能干燥煙葉的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 氣流干燥煙絲的研究進展15-16
• 1.2.4 當前研究存在的問題16
• 1.3 本文主要內(nèi)容16-17
• 第2章 槽式聚光集熱系統(tǒng)與氣流干燥基本理論17-30
• 2.1 槽式聚光集熱系統(tǒng)簡介17-25
• 2.1.1 拋物槽式聚光器17-21
• 2.1.2 線聚焦腔體集熱器21-23
• 2.1.3 跟蹤傳動裝置23-25
• 2.2 氣流干燥的基本理論25-29
• 2.2.1 干燥技術(shù)的特點25
• 2.2.2 氣流干燥基本原理25-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 槽式聚光太陽供熱干燥煙絲系統(tǒng)的搭建與實驗30-47
• 3.1 槽式聚光集熱系統(tǒng)的設(shè)計與搭建30-34
• 3.1.1 槽式聚光集熱系統(tǒng)的連接與工作原理30-31
• 3.1.2 槽式聚光集熱系統(tǒng)搭建所需的實驗器材31-34
• 3.2 干燥管的設(shè)計與搭建34-41
• 3.2.1 干燥管的近似計算35-37
• 3.2.2 軟件模擬變徑管變徑處的速度流場37-38
• 3.2.3 干燥實驗裝置搭建所需的器材38-41
• 3.3 基于槽式聚光太陽能供熱干燥煙絲系統(tǒng)的連接與工作原理41-43
• 3.3.1 基于槽式聚光供熱干燥煙絲系統(tǒng)的連接41-42
• 3.3.2 基于槽式聚光供熱干燥煙絲系統(tǒng)的工作原理42-43
• 3.4 實驗結(jié)果43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 煙絲干燥過程的數(shù)學模型及驗證47-65
• 4.1 煙絲干燥過程的數(shù)學模型47-54
• 4.1.1 數(shù)學模型假設(shè)47
• 4.1.2 煙絲顆粒動量方程47-50
• 4.1.3 氣流運動方程50-51
• 4.1.4 煙絲顆粒與氣流濕度分布微分方程51-52
• 4.1.5 煙絲顆粒熱平衡方程52
• 4.1.6 氣體的熱平衡方程52-53
• 4.1.7 壓降微分方程53
• 4.1.8 管徑的微分方程53-54
• 4.2 相關(guān)物性參數(shù)54-58
• 4.3 模型的求解過程58-63
• 4.3.1 Runge-Kutta 法介紹58
• 4.3.2 用 Runge-Kutta 法求解微分方程58-63
• 4.4 數(shù)學模型驗證63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第5章 結(jié)果與分析65-69
• 5.1 煙絲干燥過程模擬65-66
• 5.2 熱空氣溫度對煙絲含水率的影響66-67
• 5.3 氣流速度對煙絲含水率的影響67
• 5.4 入口處煙絲含水率的影響67-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第6章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 對本文研究工作的總結(jié)69
• 6.2 對研究工作的展望69-71
• 參考文獻71-74
• 攻讀碩士研究生期間發(fā)表的學術(shù)論文及參與課題情況74-75
• 致謝75

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