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太阳能干燥--太阳能干燥的基本原理

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发布时间:2020-09-10 16:27:27

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太阳能干燥--太阳能干燥的基本原理

  • 分类:科普知识
  • 作者:YOLI
  • 来源:
  • 发布时间:2021-03-11
  • 访问量:920

【概要描述】

太阳能干燥--太阳能干燥的基本原理

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  • 分类:科普知识
  • 作者:YOLI
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太阳能干燥

一、概述:

大阳能干燥是人类利用太阳能历史最悠久、应用最广泛的一种形式,早在几千年前,我们祖先就已把食品和农副产品直接放在太阳底下进行摊晒,待物品干燥后再保存起来。这种在阳光下直接摊晒的方法一直延续至今,可谓被动式太阳能干燥。但是,这种传统的露天自然干燥方法存在诸多弊端:效率低,周期长,占地面积大,易受阵雨、霉雨等气候条件的影响,也易受风沙、灰尘、苍蝇、虫蚁等的污染,难以保证被干燥食品和农副产品的质量。

太阳能干燥是利用太阳能干燥器对物料进行干燥,可称为主动式太阳能干燥。到如今,太阳能干燥技术的应用范围有了进一步扩大,已从食品、农副产品,扩大到木材、中药材、工业产品等的干燥。因此如果说太能热水器、太阳能制冷空调系统、被动式太阳房和太阳灶等主要是应用于人们生活方面,那么太阳能干燥器主要是应用于工农业生产方面。

我国在20世纪90年代之前,太阳能干燥就有了一定程度的发展,各地已经道的太阳能干燥实例很多。在食品、农副产品方面,有各种谷物、蔬菜、水果、鱼虾、香肠、挂面、茶叶、烟叶、饲料等的干燥;在木材方面,有白松、美松、榆木、水曲柳等的干燥;在中药材方面,有陈皮、当归、天麻、丹参、人参、鹿茸、西洋参等的干燥:在工业产品方面,有橡胶、纸张、蚕丝、制鞋、陶瓷泥胎等的干燥。据不完全统计,全国安装各类太阳能干燥器已累计达到15000m2

国际上对太阳能干燥的研究开发及实际应用一直都比较重视。在国际能源构(IEA)太阳能加热和制冷计划(SHC)中,还专门设立了“太阳能干燥农作物”任务组(第29项任务),主要成员有加拿大、荷兰、美国等国家。该任务组研究开发的太阳能干燥项目有:咖啡、烟叶、谷物、水果、生物质、椰子皮纤维泥煤等的干燥。

太阳能干燥与常规能源干燥相比较,其主要优点为

(1)节约常规能源

太阳能干燥是将太阳能转换成热能,可以节省干燥过程所消耗的大量燃料,从而降低生产成本,提高经济效益。

(2)保护自然环境

太阳能干燥是使用清洁能源,对保护自然环境十分有利,而且可以防止因常规能源干燥消耗燃料而给环境造成的严重污染

太阳能干燥与露天自然干燥相比较,其主要优点为

(1)提高生产效率

太阳能干燥是在特定的装置内完成,可以改善干燥条件,提高干燥温度,缩短干燥时间,进而提高干燥效率。

(2)提高产品质量

太阳能干燥是在相对密闭的装置内进行,可以使物料避免风沙、灰尘、苍蝇、虫蚁等的污染,也不会因天气反复变化而变质。

二、太阳能干燥基本原理:

从机理上说,干燥过程是利用热能使固体物料中的水分汽化并扩散到空气中的过程。物料表面获得热量后,将热量传入物料内部,使物料中所含的水分从物料内部以液态或气态方式进行扩散,逐渐到达物料表面,然后通过物料表面的气膜而扩散到空气中去,使物料中所含的水分逐步减少,最终成为干燥状态。因此,干燥过程实际上是一个传热、传质的过程。

按照传热和加热方式的不同,干燥方式主要可分为四种:传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥。

太阳能干燥就是使被干燥的物料,或者直接吸收太阳能并将它转换为热能,或者通过太阳集热器所加热的空气进行对流换热而获得热能,继而再经过以上描述的物料表面与物料内部之间的传热、传质过程,使物料中的水分逐步汽化并扩散到空气中去,最终达到干燥的目的

要完成这样的过程,必须使被干燥物料表面所产生水汽的压强大于干燥介质中水汽的分压。这压差越大,干燥过程就进行得越快。因此,干燥介质必须及时地将产生的水汽带走,以保持一定的水汽推动力。如果压差为零,就意味着干燥介质与物料的水汽达到平衡,干燥过程就停止。

太阳能干燥通常采用空气作为干燥介质,在太阳能干燥器中,空气与被干燥物料接触,热空气将热量不断传递给被干燥物料,使物料中水分不断汽化,并把水汽及时带走,从而使物料得以干燥。

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