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任務書
課題名稱
10立方米太陽能熱風干燥箱設計
院（系）
專 業(yè)
姓 名
學 號
起訖日期
指導教師
20xx 年 1 月 24 日
一、 ? ? ?? 畢業(yè)設計（論文）的內容和要求
本畢業(yè)設計課題結合產品開發(fā)，要求學生有一定的工程能力，本課題選題合理，工作量飽滿，機械制圖要求比較高。 學生通過本課題的設計可以綜合大學4年所學知識的運用能力，特別是工程熱力學、傳熱學、流體力學、制冷、熱泵技術及相關專業(yè)課程的知識應用，同時有要有一定創(chuàng)新能力。本畢業(yè)設計資料比較欠缺，所設計要求學生進行設計計算、總裝圖和零部件圖紙的設計，通過本畢業(yè)課題的設計有利于學生工作盡快適應工作崗位的要求設計。 主要設計參數： 已知環(huán)境條件： 干球溫度：60℃ 相對濕度：70% 干燥箱容積：10立方米 太陽能集熱板面積：設計中確定
二、 ? ? ?? 畢業(yè)設計（論文）圖紙內容及張數
主要內容： 太陽能干燥箱的設計內容：
1、查閱資料，要求查閱相關資料，中文文獻25篇以上，英文文獻5篇以上，了解冷太陽能干燥箱工作原理，寫文獻綜述，并作開題報告；
2、 環(huán)境工況及需求分析；
3、空氣循環(huán)熱力計算：
4、室外換熱器的設計計算；
5、圖紙設計，重點在總圖和各換熱器的設計圖紙上。
內容：
1、 零部件圖紙（折1#圖紙6張以上） ?????
2、完成干燥箱的設計說明書； ???
3、完成干燥箱的設計；
三、 ? ? ?? 實驗內容及要求
無
四、 ? ? ?? 其他
無
五、 ? ? ?? 參考文獻
至少25篇中文、5篇英文
六、 ? ? ??畢業(yè)設計（論文）進程安排
起訖日期
設計（論文）各階段工作內容
備 注
起訖日期
設計（論文）各階段工作內容
備 注
文獻綜述、英文資料翻譯
?
開題報告
?
系統(tǒng)的設計計算
?
圖紙設計
?
寫論文，準備答辯
?
?
?
?
2
畢業(yè)設計外文翻譯
學生姓名： 學 號：
所在學院：
專 業(yè)：
翻譯原文： Study of orange peels dryings kinetics and development of a solar dryer by forced convection
指導教師：
201XX 年3 月 25 日
橘子皮干燥動力的研究和強制對流太陽能干燥器的發(fā)展現狀
Romdhane Ben Slama Michel Combarnous
摘要：該太陽能干燥器項目旨在利用太陽能作為熱源，在該地區(qū)頻繁使用，用于干燥易腐爛的產品。太陽能干燥器利用自然光來干燥產品，不會降低產品的干燥質量。干燥裝置主要由太陽能空氣集熱器和干燥室組成。將太陽輻射轉化為熱的太陽能集熱器，在流動的空氣中增加了適當的擋板能使其有效性增加。收集器的效率可以達到80%。集熱器的出口端的熱空氣到達干燥室，該干燥室中的熱傳遞與該產品干燥是通過對流來完成的。干燥動力學的研究表明，除了對溫度和干燥的空氣速度的依賴性，干燥速率也取決于干燥產品的切片方式。主要在于干燥空氣與產品的接觸表面，因此，在濕基含水率在一個天中從76%降低到13%。然后，我們以健康的方式獲得干燥的產品，并在如此頻繁風沙的該地區(qū)使用任意干燥空氣來干燥產品，這樣不會降低任何更多的干燥產品的質量，而且干燥的總效率達到28%。
由Elsevier出版有限公司出版
關鍵詞：太陽能；干燥；橘子；對流；動力學；效率
1.引言
在突尼斯，太陽能是非常豐富的，特別是在南方。因此，使用太陽能在越來越多的在干燥領域（能源安全和環(huán)境保護）將是明智和有利可圖的。兩種類型的烘干機，直接和間接式干燥機，在這里提出的設想，進行測試的是國民學校的工程師加布，在突尼斯，以干燥的農業(yè)食品產品為目的，例如橘子皮。橘子皮富含維生素C，研究表明它們可以降低血液中的膽固醇水平。在我們的這片地區(qū)，突尼斯南部，它是常見于干燥干棗，香料，辣椒，魚等。
在此之前，已經進行了一項干燥動力學的研究。對同一時間的間接和直接干燥進行了測試。
在全球，太陽能干燥的類型很不同。我們可以列舉其中的一些：
l 工業(yè)干燥器隧道式煙囪（自然條件—對流）：太陽能集熱面收集太陽能使
命名
AH 時間角度 d? Ta 環(huán)境溫度 K
C 比熱 JKg-1K-1 W，X 產品含水量 Kg/Kg DM
DH 擴散太陽輻射入射到水平平面 Wm-2 u 由正常的角和附帶的太陽光線形成的
D(i) 擴散太陽輻射入射到集熱器 Wm-2 角度 d?
GH 總太陽輻射入射到水平平面 Wm-2 V 空氣流速 m/s
G(i) 總太陽輻射入射到集熱器 Wm-2 (t) 太陽偏角 d?
h 太陽緯度 d? 地點緯度 d?
i 太陽能集熱器傾斜度 d? 反照率
ID 直射太陽能量 Wm-2 效率
LV 汽化潛熱 JKg-1 T0 一天的計算時間 h
m 水分蒸發(fā)量 Kg 指數：
Q 所獲太陽能量 kWh i, in 初始
QV 體積吞吐量 m3s-1 f 結束
S 集熱面積 m2 u 有用的
Ti 產品初始溫度 K re 收到的
e 入口
s 出口
i
其轉換為熱能，這種干燥機一般用于工業(yè)(Turhan，2006；Janjaietal，2008；Ferreiraetal，2008)。改進它們是由塞西等人（Sethi and Arora，2009）。
l 家用干燥機：
–直接強制通風干燥機 (Gauhar etal，1998; Hossain and Bala, 2007; Gbaha et al，2007)。
–太陽能煙囪間接干燥器 (Hachemi et al.,1998; Pangavhane et al., 2002; Lahsanietal.,2004; Jain, 2005).
–間接強制通風干燥機(Ben Slamaet al, 1996; Ben Slama and Bouadallah,1996a,b; Hawlader, 2004; Fadhel et al, 2005;Jamali et al,2004; Machlouch et al,2006; Zhiminet al, 2006).
–混合式自然對流太陽能干燥器(Forson et al., 2007).
本文是jairaj（jaira et al.，2009）對許多熱門品種太陽能干燥器的回顧。
干燥產品的類型也各不相同：
l 木頭：它放在一個充滿熱空氣溫室大棚（bentaieb et al.，2008）。壓力差保證了空氣在煙囪中的流通。
l 檸檬、番茄、辣椒、辣椒、杏、葡萄、肉類、魚、藥草和香料 (Chen et al., 2005; Togrul and Pehlivan,2002; Kamil et al.,2006; Janjaia et al., 2008).
l 這項研究的對象是橘子皮，這涉及到干燥動力學研究及試驗干燥器的設計。
2. 干燥動力學研究
2.1 對象
干燥動力學曲線是任何實際烘干機制造的關鍵因素。所以，他們研究各種(Ait Mohamed et al., 2008; Hadri et al., 2008)產品，如辣椒、沙丁魚、香蕉、木材、胡蘿卜等。在這里我們研究橘子皮和描繪它們的干燥動力學曲線。這些曲線是用烘干實驗室細胞獲得的，與控制程序，溫度、壓力、風量、干燥水分和速度息息相關。
2.2 干燥動力學的結果
由于第一種存在表面水的情況下，該產品在開始時比在最終的干燥速率快。這個速度是最高的，因為該產品是分散的（正方形55毫米），因此，包括最高的傳熱表面，在同樣的方式，這個比例的干燥是正比于加熱的溫度（圖1）和干燥速度（圖2）。最后一條曲線構成了橘子皮干燥特征曲線。
在圖3中，從3到4千克水/千克干物質的初始水分的基礎上，根據時間，水分含量和干燥的速度減少，在12000s時停止，約3小時30分，從1.24到2.1米/秒的空氣干燥溫度為75℃。
對于干燥速度的曲線，在圖4中，我們觀察到的曲線交叉，因為隨著空氣流速提高，干燥速率也提高了，在這段時間結束的時候（3小時30分鐘），產品已經干燥了，相反的情況下較低的氣流速度，需要更多的干燥時間。（見圖5）。
3. 試驗干燥機的設計
間接干燥器的設計包括三個不同的部分：
l 配備了隔板的太陽能空氣集熱器(Ben Slama,1987,2007;BenSlamaetal.,1996)尺寸2 米1米。
l 干燥的外殼尺寸70厘米70厘米70厘米。
l 一個電風扇，以確保熱空氣從平板太陽能集熱器的強制循環(huán)，50瓦（他們可以由光伏設備提供）。
3.1太陽能空氣集熱器
集熱器配有擋板，其有利于湍流，從而使傳熱效率提高（見圖6），使用了三種配置：
l 最佳擋板的集熱器出現在我們的參考文獻中，即橫向和縱向混合擋板。
l 混合的擋板及集熱器，但是，橫向擋板稍微傾斜的方向，以減少壓力損失。
l 沒有隔板的收集器用于比較。
圖1.含水量和空氣溫度的干燥速率?？諝饬魉? 2.1米/秒
圖2含水率和空氣流速的干燥速率 空氣溫度= 75℃.
圖3時間和空氣流速的含水量函數 溫度= 75℃.
收集器有2個空氣導管：
l 一個是在玻璃和減震器之間存在滯止氣流。
l 另一個是在吸收減震器和絕緣體之間，包括一些擋板和流通的空氣。
圖4干燥速度函數的時間和速度。溫度= 75℃.
圖5間接干燥的照片
擋板放置在絕緣層上，并且固定在該吸收劑上。（見圖7）
3.2 干燥外殼
在集熱器的出口處，將空氣穿過干燥室，并將熱傳遞給該產品用來干燥。為了讓空氣流動，兩個形狀干燥室必須曲折運行過程中沒有死角（見圖8）。干燥室中包含幾盤產品，每一個可以包含多達三公斤的產品干。。
產品設置在“盤”內的干燥，以這樣一種方式使空氣曲折地流動為了獲得較高的傳熱。此外，在干燥外殼中的流動更受青睞當氣流從簡單的彎曲流到雙彎曲時。
因此，空氣是分布方式更均勻的，這樣避免了仍然潮濕的區(qū)域和其他已經干燥的區(qū)域的混合。
效率要從20%提高到25%，特別是當負載最高時（高于10公斤）。對于低質量的產品的干燥，空氣是不受整體運行軌跡的約束，但直流產品在開放的空間生產。
圖6太陽能空氣集熱器的詳細說明:
（a）它的組成（b）直擋板(c)斜擋板（d）所產生的流動
圖7干燥外殼（a）空氣流曲流（b）雙氣流在彎曲處
3.3操作
在集熱器底部，進入底部的環(huán)境空氣被太陽能加熱。由于擋板，傳熱增加，并在集熱器出口處，空氣擁有一個足夠高的溫度。它通過干燥室，將熱傳遞給該產品以進行干燥，并承載其中的水分。然后，它是由一個低功率的電動風機確保與外部進行強制通風。
圖8 空氣流量集熱器功能的效率 溫度必然是可變的
4.試驗結果
一方面單獨測量大部分集熱器的效率，另一方面測量整個干燥機的效率。我們在測量結束時對被干燥的產品的質量進行測量。
4.1太陽輻射測量
接收的能量是每天從位于軍事基地附近的氣象站測量漫輻射DH和總輻射GH的水平輻射量得來的。在水平方向上的測量轉換的集熱器的傾斜計劃進行如下：
在傾斜集熱器的總輻射等于直接和散射輻射的總和，然后：
G(i)=(Gh-Dh)(cos(i)+sin(i)/tg(h))+D(i) (1)
也可以在表格中寫下：
G(i)=(Gh-Dh)(sin(i+h)/sin(h))+D(i) (2)
與：
D(i)=(1+cos(i))/2Dh+(1-cos(i))/2Ghɑ (3)
太陽緯度“小時”是由其彎曲處的任何時時刻給出的：
Sin(h)=sin()sin()+cos()cos()cosAH (4)
4.2干燥器能量效率的測定
溫度用熱電偶鐵康銅測量，精度±0.5℃,對于重量，一個精度為0.01克的天平。干燥的高效利用：
e=Qu/Qre with (5)
Qu=m(C(Ti-Ta)+Lv) and (6)
Qre = (7)
由于它是已知的干燥比在干燥結束時的速度快，，然后，一個恒定的最終水分為15%。
濕效率評估：
h=e (wi - wf) / wi (8)
和wf= 15%的校正效率：
c=e(wi-wf)/(wi-15) (9)
正如眾所周知的是，干燥速度初始比在干燥結束時快，，那么一個恒定的最終水分為15%。
4.3試驗曲線
通常對于空氣的太陽能收集器，可以根據空氣流量（m 3 /小時/m2）繪制效率曲線（圖8），根據正常化效益（m 2℃/w）（圖9）。溫度是不恒定的，但取決于太陽能和空氣流量。
即使是適度的流量（35m3 /h/m2），使效率達到70%最佳擋板和46%沒有擋板的集熱器。這種差異是由于空氣和減震器之間的湍流對流造成的，甚至時由于擋板的存在造成的。
4.3.1集熱器效率
在圖10中，能量效率由表達式給出：
=QvCT/(G(i)S) (10)
根據所使用的擋板的規(guī)定，直或傾斜，效率各不相同。與無擋板的集熱器相比，在流動方向的斜板有更好的效率為25%(Ben Slama1987, 2007; Ben Slama et al, 1996).圖9顯示的是60%的效率，作為參考，溫度上升40℃時無擋板，63℃用直擋板，80℃在陽光下的熱通量為1000W/m2.
4.3.2干燥效率
通過類比太陽能空氣集熱器，根據被干燥產品初始質量的水分含量（圖10）和效益的函數，給出了兩種類型太陽能干燥器的效率曲線（圖11）（Ben slama et al.，1996；Ben slama和bouabdallah，1996；machlouch et al，2006）。對于
圖9 太陽能集熱器效率按標準化利潤
圖10 產品干燥初期干燥功能的效率
一個質量為8公斤的產品，要干燥它，效率從20%增加到30%左右，使用大約有輕微傾斜擋板。20%的效率，在直擋板的情況下減少水分含量可能只有3%，在有斜擋板的情況下只有13%。正是由于這樣的事實，在環(huán)境中的空氣達到更高的溫度的情況下，使用擋板。
4.3.3壓降
對于一個空的干燥器，壓力下降，空氣流量增加。然而，在直擋板的情況下比斜的高。事實上，傾斜方向的流動，利于減少死角，方便冷卻空氣流入。該干燥機的產品增加壓力損失超過50%的負載（lahsani et al.，2004）。（見圖12）。
4.3.4 解釋
由干燥動力學研究曲線顯示：
圖11 根據標準化減肥的干燥效率
圖12 空氣流量的壓力降
–在開始時，隨著時間的推移，產品的含水量比干燥掉的多，因為在開始時，水的存在而在表面上。
–干空氣流速和干燥溫度成正比。
–橘子皮切片提高干燥速度。
–干燥速度隨時間而減少，并伴隨產品水分的減少。
該試驗表明，太陽能集熱器的出口溫度達到了92℃，而干燥外殼的溫度在50℃。該干燥器使用最佳傾斜角度擋板的集熱器，相比使用了集熱器與直擋板效率提高了14%。后者被證明是不足以降低水分含量，滿意的閾值對產品的保護（也就是說比如15%）。然而，提供斜擋板的方向流動，干燥只有一天就足夠了，兩個條件讓干燥使人滿意，即，溫度和空氣流速足夠高。由于橫向和縱向擋板，可以增加空氣流速并且使湍流器空氣溫度上升。因為斜橫隔板所產生的壓力損失在右擋板是不一樣大的。另一方面，在干燥室中的流動是優(yōu)先進行的，氣流均勻干燥；避免區(qū)域產品是過干的或還是濕的。
4.3.5一些可能的改進
有了這項工作，我們結束了一個由太陽能空氣集熱器提供的間接太陽能干燥器的設計，還包括斜折流板的方向上的流動。這些擋板可以使彎曲氣流在干燥器內的流動而不產生很大的壓力損失。橫隔板將空氣分布在所有集熱器表面上的并且能進行更好的傳熱。
如果在每一個板不填充的產品，那么在干燥的外殼內的空氣通道容易離開一部分。其產生的氣流也在彎曲處產生良好的傳熱。
干燥動力學可以突出的測試參數，即：溫度，絕對濕度的產品干燥，以及干空氣速度。
關于干燥溫度，溫度從57℃升為75℃，干燥速度從1.5公斤/公斤上升到3公斤/千克干物質.
關于干燥的空氣流速，空氣流速為1.24米/秒和2.1米/秒，干燥速度分別從2至3公斤/公斤增加至3公斤/千克。
同時利用熱空氣事先在干燥外殼減少死角，對于10公斤的初始質量，總有效率從20%提高到25%。
最后，關于太陽能集熱器的安裝和干燥器中的動力流體，沒有擋板的集熱器在流量為35m3h-1m-2時的效率比一個有擋板的集熱器效率從40%增加到60%，更好的仍然是為斜擋板的集熱器，效率達到70%。
還應強調一些實踐方面的問題：
–作為冷卻液的輸出溫度超過90℃時使用雙層玻璃以減少對流損失。
–在減少吸收的輻射損失時使用同樣的方式，以使吸收劑選擇性通過減少的發(fā)射率系數為0.2。
–為干燥室開孔的部位應能夠避免死角的形成。
5 結束語
雖然許多產品干燥的論文已發(fā)表在自然雜志上，但一些點必須強調，目前，在我們看來，相比單獨的產品，本文提出了一個更大的領域：
l 眾所周知，空氣集熱器可用于干燥，特別是當我們用這樣一種方式利用太陽能時，產品有沒有直接接觸太陽輻射。
l 呈現一些產生真正經濟效益的產品，橘子皮，干燥動力學曲線已在準穩(wěn)態(tài)下描繪，可用于類似的應用程序，并在本文的第一部分有提到。
l 本文的第二部分，主要是對一個真正的空氣干燥器系統(tǒng)2個主要的關鍵點進行了處理：
–擋板的存在，即使在低空氣流量也可以提高太陽能集熱器的效率。
–自然對流和強制對流之間的結合，通過使用風扇，盡可能精確地控制干燥過程中的質量。
致謝
作者要感謝安妮在寫論文的最后一個版本的幫助。
參考文獻
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本科畢業(yè)設計說明書
題 目：10立方米太陽能熱風干燥箱設計
院 （部）：
專 業(yè)：
班 級：
姓 名：
學 號：
指導教師：
完成日期：
開題報告
學生姓名： 學 號：
所在學院：
專 業(yè)：
設計(論文)題目：10立方米太陽能熱風干燥箱設計
指導教師：
20XX年 3 月 6 日
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
1.結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫
2000字左右的文獻綜述：
文 獻 綜 述
能源在全球各個國家經濟發(fā)展、人民生活、社會進步等領域都是必不可少的物質基礎。它既是國民發(fā)展的動力，同時也是權衡一個國家國力、人民生活水平以及國家文明發(fā)達程度的重要指標之一。保持穩(wěn)定的能源供應，自古至今一直是每個國家發(fā)展的重中之重[1]。伴隨著我國經濟發(fā)展速度的不斷加快，能源消耗量也在不斷增大，能源利用的方式也在不斷地細化深化，但與此同時，能源的生產和消費的方式與環(huán)境保護之間的沖突也越來越明顯。
由于環(huán)境保護的日益重要，各國都在積極尋找解決溫室氣體排放問題的方法，可再生能源特別是太陽能利用成為關注的重點 [2]。
太陽能是一種清潔能源，又屬于可再生能源，而且，我們又是在免費使用它，又不需要進行運輸，最重要的是它對環(huán)境不會造成污染和破壞[3]。但太陽能也有兩個主要缺點：一是能量密度低；二是太陽能的強弱會受各種各樣因素的左右，從而不可能保持在一定的量，這兩個缺點極大地制約了太陽能在各方面的推廣。
我國由于地域遼闊，所以太陽能資源相當豐富,全國大概有60%左右的地方年總輻射量都在500萬kJ/ m2以上 ,而且年日照時數更是達到2000h以上[4]。其中尤其要數以青藏高原為代表的中南部地區(qū)的太陽能資源最為豐富,年平均達670一840萬kJ/㎡,這個值與撒哈拉沙漠地區(qū)[5]相近。在我國除了這些地方之外,由于終年比較潮濕，每年太陽輻射量肯定與西北地區(qū)無法相比,但由于氣溫高,太陽能干燥設備的熱損失就會相對小,太陽能的可利用系數屬我國最大。自1975年以來,我國對太陽 能干燥技術的研究開發(fā)和推廣應用,進行了大量工作,取得了可喜的成果。
1.太陽能干燥技術及其利用
干燥，是農產品制造與儲存過程中的極其重要程序。就目前而言，中國絕大多數食品加工企業(yè)多數采用的都是常壓的熱風干燥法[6]。太陽能干燥，就是使用太陽能輻射所產生的熱量，使產品中的水分減少，達到干燥的目的。目前，世界上使用太陽能進行干燥的裝置主要有以下這幾種類型：集熱器式干燥、溫室式干燥、太陽能集熱器與熱泵系統(tǒng)聯合供熱干燥、集熱器和溫室結合式干燥等[7]。
1.1太陽能干燥的利用
1.1.1太陽能干燥農副產品
在農業(yè)生產過程和農副產品加工生產的過程中，為了方便對農副產品進行運輸和存儲，干燥便成了其中一個十分重要的環(huán)節(jié)，當然這個環(huán)節(jié)也是耗能量非常大的環(huán)節(jié)。經過許多試驗證實，使用太陽能干燥相關產品的所用時間較短，具有衛(wèi)生質量高、效率高、品質好等許多優(yōu)點，飽受贊譽[8]，使產品擁有較高的經濟效益[9]。如今有專家對太陽能干燥這些產品的各種項目進行了解析，涉及到方方面面，如：龍眼[10]、香蕉片[11]、無核白葡萄、谷物[12]、魚和枸杞 [13] 等，這些研究的成果都表明干燥后產物的質量都有了一定的提高[14]。上述這些成果都能表明用太陽能進行干燥的產品它的質量依然是能夠獲得肯定的。用太陽能干燥設備對谷類進行干燥時，投入相對較少，但是干燥量相對的也少，一般適應于個人農戶，但是溫室型能夠去除不良天氣的涼曬等一些問題； 蔬菜與果品，對蔬菜進行干燥的目的主要是為了更好地保存，這樣有利于降低果蔬包裝和運輸的成本。
1.1.2太陽能干燥藥材
眼下，太陽能干燥在干燥藥材方面也有著十分廣泛的應用，對國內的中草藥材的干燥處理，主要是依靠露天攤曬和烘房烘烤兩種方式，這是這兩種方式受氣候影響十分嚴重，而且也造成原料得發(fā)霉和不清潔等不利影響；另一方面也是由于對烘房內的各種因素條件不能及時的進行監(jiān)測與控制，例如相對濕度、溫度、物料脫水量等等，這樣便會造成藥材藥性的大量損失。中草藥如果能使用太陽能來干燥，就能獲得比較不錯的經濟收入，其中是因為中草藥含水量較高，干燥時所消耗的能量較大；另外大部分中草藥的性味比較的厲害，不能對其進行高溫的加快干燥。以我國珍貴的三七[15]為例，因為當前科學技術一系列問題，到目前為止絕大部分農戶依然繼續(xù)用簡陋的露天天然曬干等方式對其干燥。這種干燥方法有很多缺點，例如進行干燥的占地的面積過大，占用大量城市道路交通等，給城市交通安全等問題造成了相當大的壓力；也是因為老鼠蟲害、大氣污染等問題的產生，對干燥之后的產品產生了相當大的不良影響。還有很多藥材也是這樣，例如陳皮[16]。所以，利用合理、高效的利用太陽能來干燥中草藥顯得相當重要，這樣才能獲得更好的經濟利潤 ，這也是最近這些年年來世界上各個國家大多數太陽能熱利用研究的熱點之一[17-22]。
1.1.3太陽能干燥木材
到現在為止，全世界各個國家使用太陽能來干燥木料的使用的范圍非常小，其中絕大多數都是簡單的溫室型的干燥器，而且其中大部分的體積通常比10m3小 ，根據相關方面的統(tǒng)計，現在全球僅僅擁有三百多個使用太陽能輻射來干燥木料的干燥室，其中中國有近 20 個。這是因為木材在自然干燥的過程中都是很容易變形的，而且經常會出現龜裂等情況，這樣大大影響木材的品質，如果采用太陽能干燥，這樣就可以很大程度上減少木材的龜裂情況的出現[23]。木料的除濕過程是木料加工時耗能最多的程序之一, 大概會占到加工總耗能的 42%～73%[24]。干燥過時會造成的大量污染，這也是我國環(huán)境破壞的源頭之一, 因此干燥過程中的節(jié)約能源，保護環(huán)境問題是重中之重。
1.1.4太陽能干燥在其他方面的應用
太陽能干燥也還在其他很多方面有著大量的使用，例如，該技術在鹽業(yè)方面的利用也有了持續(xù)的增強，在現在食用鹽生產過程中，食鹽是鹵水中提出的大粒鹽須經過粉碎、洗鹽、離心脫水、加碘、干燥等工藝，產品含水在0. 5%以下才能包裝儲存[25]。干燥設備通常采用振動式流化床或固定式流化床，并配備鼓風機、引風機、熱源、除塵器等。
2.太陽能熱風干燥系統(tǒng)
2.1太陽能集熱器
集熱器是一種十分重要的裝置，可以把太陽輻射能轉換為熱量，它也是太陽能利用過程中的重要裝置[3]。按照集熱器的傳熱工質的物態(tài)可分為液體和空氣集熱器兩大類；按照集熱器是能聚光把它分為非聚光和聚光兩大類；根據集熱器能否抽真空可分為平板型集熱器和真空管型集熱器兩類；按照集熱器的工作溫度范圍的不同可以把集熱器分為低溫集熱器、中溫和高溫集熱器這三類集熱器。
空氣集熱器是太陽能干燥器中的相當重要的部件[26]。因為真空管太陽能集熱器擁有散熱損失小，保溫效果較好，抗凍能力相對較強等優(yōu)點（在南極等極寒地區(qū)都有優(yōu)良的表現）；真空管面對臺風時的阻力小，抵抗臺風的能力強，熱效率更是高達93%，系統(tǒng)熱效率也能達到46%。它的使用時間也是相對較長的，因為它的用料是高硼硅玻璃，它的里外涂層在環(huán)境里不會被氧化，在不會受外力作用的條件下使用時間可以超20年以上。
1. 內玻璃管 2.太陽選擇性吸收圖層 3.真空夾層 4.罩玻璃管
5.支撐件 6.吸氣膜 7.吸氣劑
圖1 真空管集熱器的結構示意
2.2干燥箱
干燥箱一般情況下為一的箱體，它的向陽的一面和上面通常蓋有平板玻璃，剩下的面都是用來隔熱的夾層，干燥箱材料選用和集熱器大致是相同[27]。
2.3擱架與擱板
它們的材料的選取比較簡單，一般就選用普通常見的金屬材料就可以。擱架一般固定在干燥室的內側，擱板是一種活動的網狀結構，擱板的網狀結構的孔眼大小選擇應該足以保證被干燥的物料不會從中漏下。
2.4風機
如果擱板上已經擺放好了準備要干燥的產品后，將會對干燥箱內空氣的流動產生一定程度的阻力，為了在干燥室內產生一個相對良好的風速，所以應該在干燥室的頂部放置一臺風機；調節(jié)風機的風力的大小便可以方便地調節(jié)干燥箱中的空氣流速和通風量，并且能及時將濕空氣排出干燥箱[26]。
3.工作過程
1.太陽 2.風機 3.太陽能空氣集熱器 4.管道 5.干燥箱
圖2 太陽能熱風干燥機結構
如何確定太陽能熱風干燥機集熱器的安裝傾角，這個角度應該和當地的緯度基本保持相同，如圖2，這樣做是為了保證充足的日照。以玉米的干燥為例，被干燥的玉米攤放在各個擱板上，并且層層分開一一擺放在干燥箱的擱架上，最后再開始對玉米進行干燥。
太陽輻射在穿過太陽能空氣集熱器上的玻璃蓋板后，然后照射到集熱器的吸熱板上，太陽能被吸熱板吸收并與此同時轉換成熱能，該熱能用對熱集熱器內的空氣進行加熱，使空氣的溫度漸漸的上升。在風機的推動下，導致干燥室內的空氣壓力逐漸下降，同時，熱空氣由于密度較低，具有向上流動的趨向，正是這樣才使空氣持續(xù)地向干燥室內進行流動。
加熱后的氣流將熱量傳導給擱板上等待被干燥的物料，這樣就會使物料中的水分持續(xù)氣化并且減少。上升的熱氣流會把水汽從中帶走，這樣就達到干燥物料的目的。在風機的作用下將潮濕的熱氣排出到干燥室外，與此同時便實現了干燥介質之間的強制循環(huán)和強化對流換熱[28]，完成這些后便可以減短干燥的周期。
4.適用范圍
該干燥箱主要能應用于那些想要比較高的溫度又同時獲得一個清潔干燥的產品，如玉米[29]等一些常見的谷類；鹿茸和黃芪等中藥材；煙葉[30]、瓜子、茶葉、啤酒花、桂圓和紅棗等常用于生活的農副產品。
5.結束語
干燥這個行業(yè)，耗能相對較高，所以節(jié)能減排的任務也相對較重[31]。在我國，許許多多的農產品、林業(yè)產品與食品，其中大多數都適于利用太陽能的低溫或中溫進行干燥，也能對部分溫度較高時的干燥進行提前干燥，相對而言，還是比較有未來的。眾所周知，太陽能是一種環(huán)保能源，所以太陽能干燥對于我國提倡的一些環(huán)境保護的政策有積極響應的作用，近年來，我國相關部門對太陽能干燥這方面的產業(yè)也給予很多政策性支持，同時也加大對其的宣傳力度。
本課題將以太陽能為能源進行設計利用干燥箱，同樣起到了節(jié)約能源和保護環(huán)境的效果，也具有現實意義。
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畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
本課題是對以太陽能為能量來源的熱風干燥器進行設計，通過空氣集熱器來收集熱量，來加熱通入的空氣，將加熱后的空氣（干球溫度：60℃、相對濕度：70%）通過風機通入干燥箱（10立方米），使其內的氣壓降低，同時，由于熱空氣的密度相對較小，所以便會具有一種向上流動的趨勢，于是熱空氣便會不斷地向干燥箱內進行流動，對干燥箱內的物料不斷進行干燥，這樣便能使物料中的水分不斷氣化并且減少。同時上升的熱氣流也能及時把水汽帶走，這樣便會達到干燥物料的目的。
1.太陽 2.風機 3.太陽能空氣集熱器 4.管道 5.干燥箱
擬采用的研究手段：
（1）設計參數的選擇，干燥能力的設計，干燥器使用地點的確定，確定該地區(qū)的經緯度，海拔高度，日均太陽能輻射,年日照時數,年均太能高度角等參數；
（2）計算該系統(tǒng)確定的最大的排濕量的大小，由被干燥物體的含水率，排出的濕空氣溫度,相對濕度等數據計算得出；
（3）干燥過程耗熱量的計算,計算出在整個過程中的參數T1 d1，T2 d2，T3 d3。最后便能得出太陽能集熱器所能提供的有效熱量 Q1；
（4）集熱器的計算和選型，因為該集熱器的熱效率高、使用時間長、價格較為適當等 ,因此便選用真空管太陽能空氣集熱器。根據太陽能集熱器供給的有效熱量，日均太陽能輻射，真空管太陽能空氣集熱器效率計算出采光面積；
2. 內玻璃管 2.太陽選擇性吸收圖層 3.真空夾層 4.罩玻璃管
5.支撐件 6.吸氣膜 7.吸氣劑
（5）風機的選用，計算整個過程提供的風量及風阻大小，以此來決定風機的型號。
設計時應該注意的問題：
（1） 由于太陽能屬那種間歇性的能源，一個光照相對可以的地方，地面上1㎡大小的地方能夠接收到的能量只有1kw，所以要想滿足大部分的使用要求，通常需要一個相當大的采光面積，這樣就會使裝置面積變大、裝置所用的材料也會增多多、同時便會使成本逐漸增加；
（2） 由于太陽能比較容易受天氣的影響，便給太陽能的使用帶來不少麻煩，而這對于太陽能的干燥來說，這樣勢必會造成設備初期的投資會較高、系統(tǒng)也不會那么穩(wěn)定、同時便造成干燥周期變長等一系列問題；
（3） 為了保證干燥效率，使結構緊湊，安裝時應注意；
（4）在設計制造時應當按相關標準，同時符合鍋爐設計制造的相關標準規(guī)定。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
指導教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日
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