【正文】 ≤88 比熱容 10? 3J() 硬度莫式 3,4mm厚 ≤86 軟化溫度 720~730186。吸熱板與載熱體接觸面的防腐：由于甘醇，硅油，空氣作為載熱體時，對任何金屬板都不存在腐蝕問題。吸熱板的外表面防腐：吸熱板的正面（吸熱面）已經(jīng)涂復(fù)吸熱涂層，只要涂層不受破壞，它就起保護(hù)作用。的波紋板（為了增加換熱面積），而且表面涂上一層瀝青漆作為黑體來完全 吸收輻射。實(shí)際中使用的材料為金屬，我采用一般的 2 毫米厚的鐵皮，是因?yàn)槌杀镜?，而且來源豐富。 （ 5）、材料來源方便，價格便宜加工成本低。 （ 3）、耐腐蝕性能良好。 因此吸熱板的材料有如下要求 [8] （ 1）、具有良好的導(dǎo)熱性，以加強(qiáng)吸熱板與載熱體之間的熱交換，提高集熱效率。它是集熱器的關(guān)鍵部分。 5 毫米厚的平板玻璃的力學(xué)，光學(xué)，熱工性能參數(shù) 7 8 9 1 9 21 2 1 1.0 29 1 9.7 月 份 角 度 日 期 寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 表 32平板玻璃性能參數(shù) 總面積為 16m2總質(zhì)量為 200 千克。由于經(jīng)濟(jì)的考慮。膨脹率要小。要求透光性能好，要有一定的堅(jiān)固性，能承受小石子，冰雹等的襲擊，還要能承受大風(fēng)，大雨的小壓力。不能偏重某一點(diǎn)，而是從全局出發(fā)，加以分析，然后確定選用何種材料。 集熱器材料的選擇 集熱器的集熱器是太陽能利用系統(tǒng)的核心部件。 ，則集熱器與水平的傾角是 27186。— 11186。全季度太陽平均赤緯取作 ()? =11186。由于是在7， 8， 9 三個月使用所以是重點(diǎn)在夏季使用。；如果要求冬季獲得最大的日射量，傾角應(yīng)當(dāng)你當(dāng)?shù)鼐暥却?10186。確定傾角時，只能根據(jù)整個使用期間的要求。 集熱器的傾角的確定 [6] 寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 表 31太陽緯度角 固 定式集熱器的傾角， 以正午時太陽光垂 直地照射在集熱器的采光面上為原則。 此設(shè)計是主要用于中衛(wèi)市枸杞烘干用，由于空間上沒有困難。如果在使用上有偏東或偏西的要求，或者地形不能滿足朝南時，集熱器需要朝南或朝西偏移，但偏移不得超過 15 度。在北半球集熱器的配置應(yīng)是朝南安放的，并與水平線有一夾角。保證集熱器經(jīng)久耐用。 吸熱板背面和側(cè)面的隔熱層。表面涂以提高太陽吸收率的涂層，以便盡可能多 的吸收入射的太陽輻射。 5 毫米厚的平板玻璃強(qiáng)度較好。選用玻璃是因?yàn)樗泻芎玫目勾髿猸h(huán)境的穩(wěn)定性，機(jī)械性能較好，而且價格便宜，但玻璃易打破且較重。我所要完成的任務(wù)是要烘干枸杞。夏季使用的一層和二層玻璃效果都差不多。乍看增加玻璃蓋數(shù)目似乎可減少熱損耗，單玻璃蓋畢竟還有一定的吸收，隨著玻璃層數(shù)的增加，到達(dá)采熱器表面的太陽能也減少了 [5]。對于太陽輻射（它的能量 90%分布在 3 微米以下的光譜區(qū)）它的吸收很少，基本上順利通過，但對來自采熱面 — 它吸收太陽輻射后變熱 的熱輻射（波長在 10 微米左右）。 它讓太陽輻射透過，阻止吸收表面的紅外輻射和減少對流損失，從而保證吸熱板頂部有較好的絕熱性能。 寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 3 平板型空氣集熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計 集熱器的結(jié)構(gòu) 平板型集熱器的基本組成部分： ：由一層或多層透明玻璃組成。的該語言用建立智能分析的手段為用戶提供了自動完成有限元分析過程的能力。是 SNSYS 設(shè)計優(yōu)化和自適應(yīng)網(wǎng)格劃分的基礎(chǔ)，同時也具備運(yùn)算、循環(huán)和選擇等條件的控制特性。 它含有參數(shù)化設(shè)計語言 APDL。分析計算寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進(jìn)行線性分析，非線性分析和高度非線性分析），流體動力學(xué)分析，電磁場分析，聲場分析，壓電分析，以及多物理現(xiàn)象的耦合分析。 軟件主題包括 3 部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。在產(chǎn)品的開發(fā)過程中，分析過程是一項(xiàng)重要工作，其分析必須經(jīng)過不斷的修改，以得到最佳化的效果，而 ANSYS 計算機(jī)輔助分析軟件可以幫助解決這一問題。應(yīng) 用有限元方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計可以通過自行編制有限元程序或采用有限元分析軟件來進(jìn)行。單元之間通過節(jié)點(diǎn)相互連接然后根據(jù)邊界條件綜合求解。有限元方法是當(dāng)前工程技術(shù)領(lǐng)域中最常用的最有效的數(shù)值計算方法。 ANSYS 是世界范圍內(nèi)增長最快的 CAE 軟件。帶動了優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展。 在工程中的使用 優(yōu)化設(shè)計一直是工程界較為關(guān)注的領(lǐng)域。應(yīng)該開發(fā)出小型多樣化的，成本低的太陽能干燥設(shè)備。 發(fā)展小型多樣化的太陽能干燥裝置 為了適應(yīng)我國農(nóng)村面積大，需要干燥的產(chǎn)品種類多。若可以解決穩(wěn)定性和連續(xù)性，則干燥技術(shù)在大規(guī)模的工業(yè)產(chǎn)品干燥中將有廣闊的前景。我國 21 世紀(jì)能源會議上代表們提議：一是通過太陽能建筑技術(shù)和必要的政策使已經(jīng)具有經(jīng)濟(jì)效益的的太陽能熱利用技術(shù)成為廣大民眾住宅的必要組成部分，開拓太陽能利用市場：二是制訂扶持鼓勵政策，加大投資力度，從技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)展產(chǎn)業(yè)和培養(yǎng)市場等方面做出努力，在發(fā)展光熱的同時要扶植光電技術(shù)的研究，爭取太陽能技術(shù)的研究和開發(fā)取得新技術(shù)。溫室型的可以用來育苗，蘑菇床，畜棚，倉庫等。因此要研制一種可以多種物料的干燥要求，就可以常年使用了。 綜合利用太 陽 能干燥系統(tǒng) 目前的太陽能干燥裝置多用于農(nóng)產(chǎn)品的干燥，季節(jié)性很強(qiáng)。如果能開發(fā)研究出經(jīng)濟(jì)而有效的太陽能干燥系統(tǒng)，不容易被人們接受的。 太陽能干燥的 展望 太陽能干燥技術(shù)的發(fā)展取決于常規(guī)能源的供應(yīng)情況及其價格、獲得太陽能的成本和太陽能干燥技術(shù)的成熟程度。指出在流量 60 一 100kg/m2h 及流道高度 2 一 3cm 的范圍內(nèi)，能效率較佳。他們還提出一個較為全面、合理的綜合指標(biāo) —— 能效率去評價集熱器性能。 熱效率固然是衡量太陽能空氣集熱器性能的一個重要的熱性能指標(biāo)，但它僅僅表明集熱器獲得的能量與集熱器平面上的輻射能量之比，沒有反映熱能的可利用率是多少。本試驗(yàn)方法是一份制定國家標(biāo)準(zhǔn)的草案，它全面地科學(xué)地規(guī)定了太陽能空氣集熱 器的熱性能試驗(yàn)方法，對試驗(yàn)裝置、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)程序以及數(shù)據(jù)處理作出了科學(xué)的規(guī)定，對太陽輻射、空氣溫度和流量、進(jìn)出口壓差、風(fēng)速和太陽入射角的測試方法、測試儀表和測試精度等均提出了明確的要求。在全國不同地區(qū)建成了五個太陽能空氣集熱器試驗(yàn)臺，裝配有太陽輻射儀、流量計、測溫儀表等儀器設(shè)備。 太陽能空氣集熱器測試標(biāo)準(zhǔn)方法 太陽能空氣集熱器是太陽能干燥和主動式太陽房用于收集太陽能的主要關(guān)鍵部件，世界各國都有進(jìn)行太陽 能空氣集熱器熱性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的研究。其利用主要是太陽灶。由于聚光系統(tǒng)的復(fù)雜，且需要考慮系統(tǒng)的長期性防塵，抗氧化，大氣腐蝕等，維護(hù)不易，而且要保持光學(xué)系統(tǒng)的精確度。因此與平板集熱器相比容易提高集熱器的供熱溫度。 聚焦型集熱器利用光學(xué)系統(tǒng)（反射器或折射器）改變光束的方向，是入射輻射聚焦到吸收面上，以提高能流密度。如果選用合適的材料，制造工藝又比較先進(jìn)，那么與其他類型的集熱器相比就具有造價低和性能可靠的優(yōu)點(diǎn)。它吸收太陽輻射的面 積與采集太陽輻射的面積相等，能利用直射和漫射輻射。按是否聚光分為平板型和聚光型。其性能對整個系統(tǒng)的成敗起著決定性的作用。 太陽能集熱器是太陽能利用中的關(guān)鍵部分。上海市能源所研制了梯形交錯波紋板式空氣集熱器，并完成了 200m2 太陽能空氣集熱器陣列的設(shè)計。廣州能源所對 V 形波紋板空氣集熱器的熱工性能 及其優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了研究，做出佯機(jī)并為天津肉聯(lián)廠生產(chǎn)了 110m2 空氣集熱器。 北京市太陽能研究所經(jīng)過幾年的努力，完成了拼裝式空氣集熱器商品化的攻關(guān)任務(wù)，小批量生產(chǎn)了 175 個單元，空氣集熱器面積達(dá) 210m2，并設(shè)計了三種標(biāo)準(zhǔn)陣列太陽能空氣集熱器，先后應(yīng)用于長城催化廠的泥胚干燥以及北京林業(yè)大學(xué)的木材干燥。 中國科技大學(xué)完成了效率較高的波紋形多孔吸熱 體太陽能空氣集熱器研究。理論計算與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取得了比較好的一致性。 華中理工大學(xué)對空氣集熱器 進(jìn)行了比較系統(tǒng)的理論分析，并建立了試驗(yàn)臺架進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。他們以這種集熱器進(jìn)行了傳熱分析和實(shí)驗(yàn)研究，得出了不同運(yùn)行狀態(tài)下的瞬時效率公式，并提出雙寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 工質(zhì)運(yùn)行較單工質(zhì)運(yùn)行有利的結(jié)論。 天津大學(xué)提出既可以加熱水，又可以加熱空氣，或同時能加熱水和空氣的兩用太陽能集熱器。利用這些公式便可算出空氣集熱器的全部性能數(shù)據(jù)。因此提出了在波谷加上抽吸縫的波紛抽“吸式空氣集熱器。 清華大學(xué)完成了射流。清華大學(xué)、天津大學(xué)、華中理工大學(xué)、中國科技大學(xué)、中國科學(xué)院廣州能源研究所、北京市太陽能研究所、上海市能源研究所單位對太陽能空氣集熱器進(jìn)行了大量的研究工作?？諝饧療崞魇翘柲芨稍锕に囍凶畛Ｓ玫年P(guān)鍵的部件，太陽能空氣集熱器產(chǎn)生的熱風(fēng)也可以用作采暖用途，因此，應(yīng)當(dāng)作全面的理論分析和實(shí)用性研究。 這種干燥系統(tǒng)可使干燥作業(yè)在空氣相對溫度范圍變化不大情況下進(jìn)行，而且干燥過程氣溫變化不大，干燥速度比較均勻，因此特別適合即些只能在濕空氣下進(jìn)行干燥的作業(yè)，如農(nóng)產(chǎn)品、食品、橡膠 、皮革的干燥等。 廢氣回收，使工質(zhì)空氣溫含量增加的同時，空氣循環(huán)量增加，較高的氣流速度，不但可以補(bǔ)償由于干燥推動力減少即造成的干燥過程速度下降，而且使干燥物料的質(zhì)量得以保證。 另外洛陽的“唐三彩”泥胎干燥系統(tǒng)，也是采用的這種系統(tǒng)，它由 151m2太陽能空氣集熱器和 72m2輕質(zhì)保溫烘干房組成，通過雙回路操作系統(tǒng)的控制和泥胎自身的蓄熱能力，可以實(shí)現(xiàn)開路，閉路或廢氣部分回收等方式的 晝夜連續(xù)操作，太陽能保證率達(dá) 83%。 渡口制藥廠，過去用蒸汽干燥中成藥，每干燥 100kg，要消耗標(biāo)準(zhǔn)煤 152kg，而利用太陽能干燥中藥材，寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 3m3 的干燥容積，在較好的天氣，一次可干燥濕藥丸 31kg，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 47kg。溫室為一豎直的長方 形容器，置于集熱器后上部，與集熱器聯(lián)接，四周用角鋼作骨架，頂層和南部用雙層玻璃覆蓋，其余各面的鋼板之間填充玻璃棉保溫（現(xiàn)在用聚苯板更好些），室內(nèi)放置四層料盤，溫室內(nèi)壁涂黑涂料上部排風(fēng)口，通過控制閥排出濕空氣。為渡口市的一座干燥中成藥的集熱器，溫室型的太陽能干燥系統(tǒng)。它的干燥室就是具有透明蓋層的溫室。因此，在太陽能干燥系統(tǒng)中，研究 熱器回收利用是很有意義的由于廢氣的相對濕度不是太高，一些干燥系統(tǒng)采用部分廢氣（例如用 3050%）回流，與熱空氣混合使用，以回收廢熱。下午 4 時到午夜 12 時，由蓄熱器向干燥寶供熱，蓄熱器供熱維持 66℃到第二天 2 時半，蓄熱器的溫度將下降到 50℃左右，則使用輔助熱源（燃油爐）繼續(xù)加熱到上午 9 時，因此，干燥室每天由太陽能供熱量達(dá) 小時即占 70%。由于干燥室出來的廢氣溫度為 49℃，放熱給再生預(yù)熱器后，略高于環(huán)境的溫度排出系統(tǒng)，與此同時，蓄熱器由 350m2 的空氣集 熱器加熱，使畜熱器內(nèi)的河卵石溫度最后達(dá)到66℃。為了回收廢氣溫的熱量，設(shè)置了一個回轉(zhuǎn)式再生預(yù)熱器，以利用廢氣予熱進(jìn)簇系統(tǒng)的新鮮空氣。為一大型谷 物干燥系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)由空氣集熱器，干燥室，熱交換器和輔助加熱器五部分組成，該系統(tǒng)的面積為 1885m2的單層玻璃蓋板空氣集熱器，以供應(yīng)干燥室的熱空氣。提高空氣流速，強(qiáng)化傳熱，以降低吸熱板的溫度，是提高集熱器效率的重要途徑，但是在集熱器的結(jié)構(gòu)和聯(lián)接方式上，應(yīng)同時注意降低空氣的流動阻力，以減少動力消消耗。因此集熱器型干燥系統(tǒng)可以在更大的范圍內(nèi)滿足不同物料的干燥工藝要求。集熱器可以把空氣加熱到較高的溫度。我國也有聚光型太陽能糧食干燥的報道，但這種干燥裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高。 聚光型太陽能干燥器 聚光型太陽能干燥裝置的集熱系統(tǒng)，一般由柱狀拋物面聚焦集熱器組成，這是一種中溫型太陽能干燥裝置。在整體式太陽能干燥器內(nèi)，輻射換熱與對流換熱同時起作用，干燥 過程得以強(qiáng)化。裝有物料的料盤排列在干燥室內(nèi)，物料直接吸收太陽輻射能，起吸熱板的作用，空氣則由于溫室效應(yīng)而被加熱。物料一方面直接 吸收透過玻璃蓋層的太陽輻射，另一方面又受到來自空氣集熱器的熱風(fēng)沖刷，以輻射和對流換熱方式加熱物料，適用于干燥那些含水率較高、要求干燥溫度較高的物料。 集熱器 溫室型太陽能干燥器 溫室型太陽能干燥器結(jié)構(gòu)簡單、效率較高，缺點(diǎn)是溫升較小，在干燥含水率高的物料時 (如蔬菜、水果等 )，溫室型干燥器所獲得的能量不足以在較短的時間內(nèi)使物料干燥至安全含水率以下。這種干燥器有以下一些優(yōu)點(diǎn)： (1)可以根據(jù)物料的干燥特性調(diào)節(jié)熱風(fēng)的溫度； (2)物料在干燥室內(nèi)分層放置，單位面積能容納的物料多； (3)強(qiáng)化對流換熱，干燥效果更 好； (4)適合不能受陽光直接曝曬的物料干燥，如鹿茸、啤酒花、切片黃芪、木材、橡膠等。 寧夏大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 集熱器型太陽能干燥器 集熱器型干燥器是太陽能空氣集熱器與干燥室組合而成的干燥裝置，這種干燥器利用集熱器把空氣加熱到 6070℃ ，然后通入干燥室，物料在干燥室