新型整体式太阳能木材干燥室及干燥工艺研究

【摘要】： 太阳能取之不尽、用之不竭,而且对环境无污染,所以利用太阳能进行木材干燥对节约能源保护环境有重要意义。但是太阳能能流密度低,而且受天气影响显著,太阳能木材干燥很难连续运行,同时应用的集热器集热效率普遍较低。为了提高太阳能利用效率,更好地利用太阳能进行木材干燥,我们对新型太阳能木材干燥技术进行研究。 本文首先对新型太阳能木材干燥室进行介绍,配有热管和石蜡储热的整体式太阳能干燥室应用了自动化的采集控制设备对太阳辐射强度、温湿度和风机进行自动采集和控制。然后应用试验研究方法对新型太阳能干燥系统的性能和木材干燥工艺进行了比较系统地分析和研究。干燥室温度晴朗的白天可达到45℃左右,晚上平均温度在30℃左右,最高温度能达到50-60℃；在晴朗天气,石蜡蓄热使干燥室夜间的平均温度达到30℃左右,比环境温度高4-5℃；热管式和整体式集热器热利用效率分别为64%、为33%；干燥室节能效率为70.9%。 最后通过试验研究的方法对木材表面和内部的温度梯度,干燥速率,干燥质量等进行研究分析,制定及优化干燥工艺。木材表面和内部温度梯度呈周期性变化,早上干燥室内温度升高,木材内部温度低于表面温度；下午干燥室温度降低,木材表面温度小于内部温度。在升温阶段,木材内部温度高于表面温度；在太阳能木材干燥速率较快,和大气干燥相比,太阳能干燥相同批次杨木板材从初含水率64.7%到含水率15.5%所用时间比大气干燥少11天,从初含水率75%到含水率29.5比大气干燥所用时间少7天。对太阳能干燥的杨木板材进行含水率及应力测试,结果显示干燥质量可达到锯材二级干燥质量等级标准,无明显可见干燥缺陷。 【关键词】：太阳能 干燥工艺 整体集热器 热管集热器 石蜡蓄热
【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】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 引言8-22
• 1.1 太阳能木材干燥概况8
• 1.28-15
• 1.2.1 我国的太阳能资源8-9
• 1.2.2 太阳能的基础知识9-11
• 1.2.2.1 太阳常数9
• 1.2.2.2 太阳辐射在大气中的衰减9-11
• 1.2.3 太阳能干燥室特点11
• 1.2.4 太阳能干燥室分类11-15
• 1.2.4.1 温室型太阳能干燥室及特点11
• 1.2.4.2 集热器型太阳能干燥室及其特点11-13
• 1.2.4.3 热管技术在太阳干燥中的应用13-15
• 1.3 太阳能木材干燥研究现状15-19
• 1.3.1 国外太阳能木材干燥研究现状15-18
• 1.3.2 太阳能干燥技术国内研究状况18-19
• 1.4 太阳能木材干燥室的评价准则以及发展趋势19-20
• 1.5 本论文的研究意义20-21
• 1.6 本论文的研究内容21-22
• 2 太阳能木材干燥室组成22-30
• 2.1 干燥单元22-23
• 2.1.1 干燥室墙体22
• 2.1.2 干燥室大门22
• 2.1.3 干燥室地基22-23
• 2.2 加热单元23-24
• 2.2.1 整体式集热器23
• 2.2.2 热管式集热器23-24
• 2.3 蓄热单元24-25
• 2.4 控制单元25-29
• 2.4.1 温度传感器25
• 2.4.2 温湿度传感器25-26
• 2.4.3 风机控制开关26
• 2.4.4 含水率检测仪表26-27
• 2.4.5 加湿器27
• 2.4.6 太阳能辐射仪27-28
• 2.4.7 FU-100自动测量仪28
• 2.4.8 电度表28-29
• 2.4.9 热风速仪29
• 2.5 小结29-30
• 3 太阳能木材干燥室性能30-42
• 3.1 试材30
• 3.2 试验方法与测试项目30
• 3.2.1 太阳辐射强度数据30
• 3.2.2 集热器供风量30
• 3.2.3 干燥室平均温度30
• 3.2.4 风机的耗电量30
• 3.2.5 集热器进出口及干燥室温度30
• 3.3 测试结果及分析30-41
• 3.3.1 干燥室室温30-32
• 3.3.2 材堆平均循环风速测量32
• 3.3.3 石蜡管蓄热效能32-33
• 3.3.4 集热器热工性能测试33-40
• 3.3.4.1 整体式集热器各倾斜面所获得太阳总辐射33-37
• 3.3.4.2 整体式集热器为干燥室提供的能量计算37-38
• 3.3.4.3 整体式集热器热利用效率38
• 3.3.4.4 热管式集热器获得太阳辐射38-39
• 3.3.4.5 热管集热器效率39-40
• 3.3.4.6 系统供热系数40
• 3.3.6 节能效率40-41
• 3.4 小结41-42
• 4 木材干燥试验研究42-54
• 4.1 材料与方法42-44
• 4.1.1 试材42
• 4.1.2 试验方法与测试项目42-44
• 4.1.2.1 太阳辐射数据42
• 4.1.2.2 干燥室温湿度42
• 4.1.2.3 木材内部温度测量42
• 4.1.2.4 木材干燥试验42-43
• 4.1.2.5 干燥质量检测43-44
• 4.2 结果与分析44-52
• 4.2.1 太阳辐射数据44-45
• 4.2.2 干燥室温度的影响分析45-47
• 4.2.3 干燥速率的对比分析47-48
• 4.2.4 和大气干燥进行对比48-49
• 4.2.5 木材干燥工艺研究49-52
• 4.2.5.1 干燥室内湿度对干燥质量的影响49-50
• 4.2.5.2 干燥室内湿度对干燥质量的影响50-52
• 4.2.6 干燥质量52
• 4.3 小结52-54
• 5 结论与建议54-56
• 5.1 结论54
• 5.2 建议54-56
• 参考文献56-60
• 个人简介60-62
• 导师简介62-64
• 获得成果目录清单64-66
• 致谢66

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