相變儲熱太陽能木材干燥裝置設(shè)計及性能研究

【摘要】： 傳統(tǒng)太陽能干燥的空氣集熱器熱效率低,間歇性供熱,強度不能維持常量,而帶有儲熱系統(tǒng)的干燥裝置多采用混凝土、天然沸石等通過顯熱儲熱的方式來存儲熱量,這種儲熱方式體積大,熱效率還比較低。相變儲熱以高儲能密度、易于運行系統(tǒng)匹配、易控制日益成為儲熱系統(tǒng)的首選方式。相變儲熱技術(shù)的應(yīng)用使得太陽能木材干燥具有更為廣闊的應(yīng)用前景。 該文從理論計算入手,設(shè)計了新型相變儲熱木材太陽能干燥裝置,并完成了設(shè)備研制及性能測試,為進(jìn)一步開展木材太陽能干燥技術(shù)的研究及工業(yè)化應(yīng)用提供理論指導(dǎo)與參考。主要研究結(jié)果如下： (1)該裝置采用熱管真空管作為太陽能空氣集熱器的組成單元,叉排鋁管石蠟管束作為儲熱單元,兼有自動和手動控制及數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng),可自動實施無動作、儲熱、集熱器供熱、儲熱系統(tǒng)供熱、輔助加熱器供熱五種工作模式。 (2)集熱器出風(fēng)口最高溫度64.8℃,平均功率為0.572kW,瞬時熱效率為56%,供熱效率在70%以上,最高總效率為76.1%。 (3)選用相變溫度區(qū)間為48～54℃的石蠟作為相變儲熱材料,儲熱系統(tǒng)的換熱系數(shù)為26.4 W／m2·℃；儲熱效率為58.8～74.4%,平均儲熱效率為66.5%；儲熱密度為54.5 MJ／m3。 (4)以厚度為35mm的杉木為試材,從初含水率72.7%干至終含水率13.5%只用了99h,相比大氣干燥,縮短了111 h,干燥速率提高了1.12倍。相比常規(guī)蒸汽干燥,節(jié)能率為71.2%。 (5)首次推導(dǎo)了儲熱系統(tǒng)中儲熱材料用量和木材材積的配比關(guān)系式,即： 【關(guān)鍵詞】：木材干燥 太陽能干燥 相變儲熱 裝置設(shè)計 性能
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：S782.31
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 引言9-29
• 1.1 中國的能源環(huán)境現(xiàn)狀9-10
• 1.2 我國木材干燥的能耗10-11
• 1.3 我國的太陽能資源11-13
• 1.3.1 我國太陽能資源的分布11-12
• 1.3.2 太陽能資源的特點12-13
• 1.4 太陽能干燥應(yīng)用及研究概況13-18
• 1.4.1 木材太陽能干燥的原理13
• 1.4.2 國外應(yīng)用及研究概況13-15
• 1.4.3 國內(nèi)應(yīng)用及研究概況15-17
• 1.4.4 太陽能干燥的特點17-18
• 1.5 儲熱技術(shù)的研究概況18-25
• 1.5.1 儲熱方式及儲熱物質(zhì)18-21
• 1.5.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀21-25
• 1.6 儲熱技術(shù)在木材太陽能干燥上的應(yīng)用研究25-26
• 1.7 研究目的與意義26-27
• 1.8 研究內(nèi)容27-29
• 2 相變儲熱木材太陽能干燥裝置的理論設(shè)計29-47
• 2.1 太陽能干燥裝置的總體方案29-30
• 2.1.1 干燥材積量的確定29
• 2.1.2 集熱器的選用29
• 2.1.3 干燥裝置的組成29-30
• 2.2 木材水分蒸發(fā)量的計算30-31
• 2.2.1 計算所需參數(shù)30-31
• 2.2.2 一個周期內(nèi)從木材內(nèi)蒸發(fā)出的水分量31
• 2.2.3 單位時間從木材內(nèi)蒸發(fā)出的水分量31
• 2.3 干燥過程中熱量消耗計算31-33
• 2.3.1 用于計算的介質(zhì)參數(shù)31-32
• 2.3.2 木材預(yù)熱階段的耗熱量32
• 2.3.3 木材蒸發(fā)階段的耗熱量32-33
• 2.3.4 干燥箱殼體的熱損失33
• 2.3.5 干燥箱內(nèi)的耗熱量33
• 2.4 儲熱系統(tǒng)的設(shè)計計算33-35
• 2.4.1 儲熱裝置儲熱量34
• 2.4.2 儲熱材料量34
• 2.4.3 儲熱單元數(shù)34-35
• 2.4.4 集熱器為儲熱箱供熱的平均功率35
• 2.5 集熱器的設(shè)計計算35
• 2.5.1 集熱器需提供的熱量35
• 2.5.2 集熱管的數(shù)量35
• 2.6 輔助加熱系統(tǒng)35-36
• 2.7 空氣動力計算36-44
• 2.7.1 新鮮空氣量和循環(huán)空氣量的計算36-37
• 2.7.2 干燥箱內(nèi)的阻力計算37-39
• 2.7.3 集熱器內(nèi)的壓力損失39-40
• 2.7.4 儲熱箱內(nèi)的壓力損失40-42
• 2.7.5 管路壓力損失42-43
• 2.7.6 不同供熱循環(huán)的壓力損失43-44
• 2.8 風(fēng)機(jī)的選擇44
• 2.9 干燥裝置主要設(shè)備參數(shù)44-45
• 2.10 本章小結(jié)45-47
• 3 干燥裝置的組成及控制方案47-57
• 3.1 相變儲熱木材太陽能干燥裝置組成47-51
• 3.1.1 集熱器47-48
• 3.1.2 干燥箱48-49
• 3.1.3 儲熱系統(tǒng)49-50
• 3.1.4 輔助加熱器50
• 3.1.5 自動和手動控制系統(tǒng)50-51
• 3.1.6 移動機(jī)構(gòu)51
• 3.2 工作模式51-54
• 3.3 干燥裝置的特點54-55
• 3.4 本章小結(jié)55-57
• 4 集熱器的性能研究57-65
• 4.1 實驗設(shè)備57-59
• 4.2 實驗步驟59
• 4.3 實驗分析與結(jié)果59-63
• 4.3.1 集熱器溫升59-60
• 4.3.2 集熱器熱效率60-61
• 4.3.3 集熱器瞬時功率61-62
• 4.3.4 集熱器總效率62-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 5 儲熱系統(tǒng)的性能研究65-79
• 5.1 儲熱材料的物性測定65-68
• 5.1.1 相變材料相變區(qū)間的測定65-67
• 5.1.2 相變材料膨脹率的測定67-68
• 5.2 儲熱系統(tǒng)換熱系數(shù)的測定68-77
• 5.2.1 實驗材料68-69
• 5.2.2 實驗設(shè)備69-73
• 5.2.3 實驗原理73
• 5.2.4 實驗步驟73-74
• 5.2.5 實驗結(jié)果與分析74-77
• 5.3 儲熱系統(tǒng)的儲能效率和儲能密度77-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 6 干燥系統(tǒng)的性能研究79-91
• 6.1 干燥箱內(nèi)溫度測試79-84
• 6.1.1 干燥箱溫度均一性測試79-80
• 6.1.2 干燥箱控溫能力測試80
• 6.1.3 裝置內(nèi)溫度影響因素分析80-84
• 6.2 干燥木材的性能測試84-88
• 6.2.1 實驗材料84
• 6.2.2 實驗設(shè)備84
• 6.2.3 實驗方法84
• 6.2.4 實驗結(jié)果與分析84-88
• 6.3 經(jīng)濟(jì)與社會效益88-89
• 6.3.1 干燥能耗對比88-89
• 6.3.2 社會效益89
• 6.4 本章小結(jié)89-91
• 7 儲熱材料量與木材材積的優(yōu)化配比91-99
• 7.1 理論配比91-92
• 7.2 實驗測定92
• 7.2.1 實驗設(shè)備92
• 7.2.2 實驗方法與步驟92
• 7.3 理論預(yù)測與實驗測定對比92-97
• 7.4 本章小結(jié)97-99
• 8 結(jié)論與建議99-101
• 8.1 主要結(jié)論99-100
• 8.2 創(chuàng)新點100
• 8.3 建議100-101
• 參考文獻(xiàn)101-107
• 個人簡介107-109
• 導(dǎo)師簡介109-111
• 獲得成果目錄111-113
• 致謝113-115
• 附錄115-116

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

我國太陽能干燥現(xiàn)狀及在熱利用中應(yīng)有的地位    張璧光;伊松林;

太陽能沸石儲熱技術(shù)的實驗研究    張建國,陳永昌,林宏佐

推進(jìn)清潔生產(chǎn) 促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展    殷林波

燃料與用電結(jié)構(gòu)    賈振航

木材聯(lián)合干燥系統(tǒng)中太陽能集熱器的應(yīng)用研究    張壁光,趙忠信

木材特種干燥技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀    李文軍,趙小矛,田勇臣

我國木材干燥技術(shù)現(xiàn)狀與國內(nèi)外發(fā)展趨勢    張璧光

HST－1型太陽能木材干燥窯的研制、試驗與追蹤評價    張奇，王梅

無機(jī)鹽/陶瓷基復(fù)合相變蓄熱材料的研究    黃金;張仁元;

平面相變熱傳導(dǎo)問題等效熱容法的有限元解    李海梅,顧元憲,申長雨

求解固－液相變問題的方法    周淳，鄭金寶，張力立

陶粒濕屋面?zhèn)鳠徇^程的有限元解法    楊紅霞;戴天興;崔保龍;吳小強;

太陽能-土壤源熱泵蓄熱系統(tǒng)的模擬計算    林媛;

木材真空干燥中蒸汽潛熱回收的理論探討    何正斌;伊松林;張璧光;

遼寧康平地區(qū)太陽能資源特征變化及評估    孫福義;康敏;姜濤;

建昌縣近50年光照資源趨勢變化及特征分析    馬永忠;李明春;黃英華;楊學(xué)強;

云南省農(nóng)村能源發(fā)展現(xiàn)狀及思考    王曉燕;謝建;胡向軍;

論太陽能普及教育在可持續(xù)發(fā)展中的作用    羅川旭;謝建;

校園太陽能并網(wǎng)發(fā)電示范電站的設(shè)計    王慶章;趙庚申;許盛之;李統(tǒng)福;王瑜;

云南省昆明市高校太陽能熱水系統(tǒng)的研究    韓雷濤;謝建;蘇慶益;

新型智能化太陽能光伏控制器的研究與應(yīng)用分析    傅定文;韓莉婭;莊勇;謝建;

低壓等離子噴涂制備MoB/CoCr涂層耐熔融Al-12.07%Si腐蝕研究    陳梟;張仁元;

太陽能溫室技術(shù)特點評價及在三七干燥中的應(yīng)用    屠文;游春梅;羅瓊;謝建;

相變儲能材料    徐建霞;柯秀芳;

太陽電池電極與鋁背場燒結(jié)過程的數(shù)值模擬分析    孫國輝;晏石林;陳剛;

廊坊市安次區(qū)沼氣調(diào)查與循環(huán)農(nóng)業(yè)利用評價    王軍;董謙;張桂春;

飛輪儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用    李永麗;張惠智;談?wù)?袁金橋;孫杰;李博通;

用于相變墻體中的相變材料的研究    閆全英;

太陽能級硅提純技術(shù)研究進(jìn)展    葉其輝;陳紅雨;

相變材料在建筑節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)用研究綜述    田穩(wěn)苓;邢超;袁全;

節(jié)能型太陽能熱水系統(tǒng)的設(shè)計與研究    周程生;黃凱旋;李品芳;

雙鴨山礦區(qū)煤的自燃特性及預(yù)防技術(shù)基礎(chǔ)研究    陳啟文

甘肅河西大麥麥芽干燥控制系統(tǒng)研究    高曉陽

熔融鹽高溫斜溫層混合蓄熱的熱過程特性    左遠(yuǎn)志

稻草秸稈的預(yù)處理及生產(chǎn)乙醇的研究    孫萬里

振蕩流熱管換熱器換熱性能及其在干燥系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    柴本銀

也門1區(qū)塊泡沫鉆井參數(shù)計算與工藝技術(shù)研究    張君亞

利用兩種大型海藻制備生物能源的探索研究    馮大偉

太陽能電動車關(guān)鍵技術(shù)研究    李春芳

甘肅能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究    張濤

蓄冷降溫式太陽電池組件材料和熱特性的理論與實驗研究    秦紅

聚氨酯膜預(yù)防綜放巷道煤層自燃技術(shù)的研究    劉超

高能燃料燃燒流場的數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)設(shè)計    張哲衡

蓄熱電池一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)研究    徐鑫

太陽能果蔬脫水車間性能試驗及蘋果脫水工藝優(yōu)化研究    高興海

定形復(fù)合相變儲能材料的制備及性能研究    楊文潔

利用太陽能干燥杏、紅棗的研究    李峰

制干專用杏品種優(yōu)選及制干工藝技術(shù)研究    邱杰

基于價值工程的恒溫混水閥研發(fā)及國產(chǎn)化    李建紅

碳熱還原歧化法制備高品質(zhì)硅的實驗研究    呂東

武漢市能源消耗評價理論與方法研究    胡銳

木材聯(lián)合干燥系統(tǒng)中太陽能集熱器的應(yīng)用研究    張壁光,趙忠信

太陽能烘干枸杞的研究初探    李懷赫;李明濱;

探索我國木材干燥技術(shù)的新型發(fā)展道路    張璧光;劉登瀛;

國內(nèi)太陽能熱利用現(xiàn)狀與發(fā)展    楊啟岳

帶有熱管與儲熱的整體式太陽能干燥室的開發(fā)    潘學(xué)飚;高建民;伊松林;張璧光;王天龍;

用于就倉干燥的太陽能輔助熱泵系統(tǒng)    代彥軍;代建國;汪喜波;魏雷;

太陽能在農(nóng)產(chǎn)品干燥中的利用    樊軍慶;張寶珍;

探索我國干燥技術(shù)的新型發(fā)展道路    劉登瀛;曹崇文;

太陽能-熱泵聯(lián)合干燥木材的實驗研究    張璧光;

農(nóng)副產(chǎn)品太陽能干燥技術(shù)的研究和發(fā)展    李洪斌,李志民,張躍,劉滔,劉群生

太陽能脫水車間改造與蔬菜濕差脫水研究    馬寶龍

相變儲能復(fù)合材料的研究和應(yīng)用    張東,周劍敏,吳科如

燃料與用電結(jié)構(gòu)    賈振航

木材聯(lián)合干燥系統(tǒng)中太陽能集熱器的應(yīng)用研究    張壁光,趙忠信

太陽能-熱泵除濕機(jī)-微計算機(jī)監(jiān)控聯(lián)合干燥系統(tǒng)的研究    TRCW課題組

高溫雙熱源除濕干燥機(jī)的研制    張璧光;趙忠信;霍光青;王喜平;

除濕干燥技術(shù)在我國木材干燥中的應(yīng)用與展望    霍光青;張璧光;趙忠信;

木材特種干燥技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀    李文軍,趙小矛,田勇臣

木材熱泵除濕干燥機(jī)節(jié)能工藝研究    周永東，張璧光，趙忠信

高溫雙熱源除濕與太陽能組合干燥技術(shù)的研究    張璧光,趙忠信,高建民,霍光青

HST－1型太陽能木材干燥窯的研制、試驗與追蹤評價    張奇，王梅

新型木材干燥軸流風(fēng)機(jī)性能實驗研究    李景銀，趙復(fù)榮，曹新民，趙立

第13次全國木材干燥學(xué)術(shù)研討會    

木材干燥應(yīng)力測試技術(shù)現(xiàn)狀及展望    常建民

新型木材干燥系統(tǒng)    劉仲蔚

從國際干燥動態(tài)看我國木材干燥技術(shù)發(fā)展趨勢    張璧光

木材干燥柔性控制系統(tǒng)    邵千鈞,劉志坤,張文標(biāo)

木材干燥裝置的應(yīng)用研究    嚴(yán)平,錢尚源,曹偉武

第13次全國木材干燥學(xué)術(shù)研討會    

日本推出木材干燥自動化裝置    

木材干燥皺縮機(jī)理及其特性研究    劉元

置換干燥及其在木材干燥中的應(yīng)用前景    王連勇;王國恒;

計算機(jī)技術(shù)在木材干燥中的應(yīng)用    崔會旺;杜官本;

木材干燥過程系統(tǒng)的解藕設(shè)計    翟振鐸;袁旭梅;張雨文;劉紅波;

仿人智能開關(guān)控制在木材干燥工藝中的應(yīng)用    劉紅波;耿昕;翟振鐸;

木質(zhì)廢料燃燒的熱量和回收煙囪熱量在木材干燥中的應(yīng)用研究    邵維進(jìn);

基于DSP微波-真空木材干燥硬件系統(tǒng)的設(shè)計    孫麗萍;李志輝;曹文華;

蒸汽-熱泵聯(lián)合干燥木材能耗的理論分析    寧煒;張璧光;張振濤;

多熱源熱泵與太陽能聯(lián)合干燥木材的研究    張璧光;霍光青;伊松林;

古建筑木結(jié)構(gòu)的保護(hù)問題    陳允適;劉秀英;李華;黃榮鳳;

水壓技術(shù)在木材干燥窯濕度調(diào)節(jié)中的應(yīng)用    劉銀水;楊友勝;李壯云;朱玉泉;

木材干燥應(yīng)實施高效與綠色發(fā)展戰(zhàn)略    北京林業(yè)大學(xué)教授 張璧光

大涌奠定中國紅木家具行業(yè)地位    陸俊

中楠同創(chuàng)木工設(shè)備干燥合格率達(dá)96%    單人

世友木業(yè)率先采用“片檢”先進(jìn)技術(shù)    本報記者 史曉陵

滑縣36萬元重獎科技先進(jìn)    崔曉利 尚存永

用創(chuàng)新推動企業(yè)不斷成長    本報記者 盧颯

科協(xié)要協(xié)助中小企業(yè)騰飛    記者 柯頌通訊員 海生

中國干燥產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略與對策    中國通用機(jī)械行業(yè)協(xié)會干燥分會秘書長 柴本銀

大涌紅木家具今更“紅”    本報記者 柯頌 通訊員 謝巧明

紅木家具企業(yè)啟動“新展示”戰(zhàn)略    朱勇忠饒穎

木材干燥的多場耦合建模仿真與優(yōu)化研究    孟兆新

木材干燥智能控制系統(tǒng)的研究    侯曉鵬

木材干燥質(zhì)量對膠接界面的影響    張曉峰

基于支持向量機(jī)的木材干燥預(yù)測控制技術(shù)    陳立生

木材微波—真空干燥特性的研究    李賢軍

俄羅斯樟子松材干燥特性及其方材干燥技術(shù)的研究    劉樹東

人工林杉木干燥過程傳熱傳質(zhì)數(shù)值模擬    郝曉峰

木材干燥神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模與智能控制研究    張冬妍

木材干燥智能變結(jié)構(gòu)控制技術(shù)研究    宋文龍

兩級壓縮高溫?zé)岜酶稍锬静牡难芯?nbsp;   張振濤

木材干燥窯風(fēng)循環(huán)流控技術(shù)研究    常亮

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的木材干燥控制系統(tǒng)研究與設(shè)計    畢武

基于無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪静母稍飬?shù)檢測系統(tǒng)設(shè)計    金光遠(yuǎn)

木材高頻真空聯(lián)合干燥控制方法的研究    王英

混沌優(yōu)化的微波木材干燥模糊控制器的設(shè)計研究    曹文華

高頻—對流雙熱源木材干燥工藝研究    徐巖

木材烘干分布式控制系統(tǒng)主控系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)    常鵬飛

木材常規(guī)干燥排氣廢熱回收裝置節(jié)能研究    馮立寧

木材常規(guī)干燥設(shè)備空氣動力系統(tǒng)節(jié)能研究    李磊

基于單片機(jī)的木材干燥自動監(jiān)控系統(tǒng)的研究    王權(quán)岱