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文檔簡(jiǎn)介

1、情境七 太陽(yáng)能干燥任務(wù)一 太陽(yáng)能干燥的意義及原理太陽(yáng)熱能應(yīng)用技術(shù) 目錄01復(fù)習(xí)回顧02學(xué)習(xí)目標(biāo)03學(xué)習(xí)內(nèi)容04問(wèn)題思考與討論復(fù)習(xí)回顧1.太陽(yáng)房及功能?2.按地區(qū)劃分我國(guó)分為哪五個(gè)熱工區(qū)?3.我國(guó)采暖地區(qū)的特點(diǎn)?4.我國(guó)采暖地區(qū)采暖設(shè)備熱效率低的原因?學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解太陽(yáng)能干燥的意義2.掌握太陽(yáng)能干燥的原理人類(lèi)生活離不開(kāi)干燥干燥的歷史太陽(yáng)能干燥的優(yōu)點(diǎn)影響太陽(yáng)能干燥推廣應(yīng)用的原因?qū)W習(xí)內(nèi)容物料中所含的水分物物料的平衡含水率物料干燥過(guò)程的汽化熱物料的干燥特性曲線(xiàn)人類(lèi)生活離不開(kāi)干燥 太陽(yáng)能干燥是人類(lèi)利用太陽(yáng)能歷史最悠久、最廣泛的一種形式。早在幾千年前,我們的祖先就開(kāi)始把食品和農(nóng)副產(chǎn)品直接放在太陽(yáng)底下進(jìn)行

2、攤曬,待物品干燥后再保存起來(lái)。這種在陽(yáng)光下直接攤曬的方法一直延續(xù)至今,(如糧食等大量農(nóng)作物)可算為被動(dòng)式太陽(yáng)能干燥。 但是,這種傳統(tǒng)的露天自然干燥方法存在諸多弊端:效率低,周期長(zhǎng),占地面積大,易受陣雨、梅雨等氣候條件的影響,也易受風(fēng)沙、灰塵、蒼蠅、蟲(chóng)蟻等的污染,難以保證被干燥食品和農(nóng)副產(chǎn)品的質(zhì)量。干燥的歷史 我國(guó)在20世紀(jì)90年代之前,太陽(yáng)能干燥就有了一定程度的發(fā)展,主要表現(xiàn)在技術(shù)開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用方面都取得了較大的成績(jī)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)安裝各類(lèi)太陽(yáng)能干燥器的總采光面積已累計(jì)達(dá)到15000m2。 國(guó)際上對(duì)太陽(yáng)能干燥的研究開(kāi)發(fā)及實(shí)際應(yīng)用一直都比較重視。在國(guó)際能源任務(wù)組研究開(kāi)發(fā)的太陽(yáng)能干燥項(xiàng)目中就有

3、:咖啡、煙葉、谷物、水果、蔬菜、椰子皮纖維和泥煤等的干燥。太陽(yáng)能干燥的優(yōu)點(diǎn)(1)節(jié)約常規(guī)能源 (2)保護(hù)自然環(huán)境(3)提高生產(chǎn)效率(4)提高產(chǎn)品質(zhì)量可以改善干燥條件,提高干燥溫度。 影響太陽(yáng)能干燥推廣應(yīng)用的原因(1)太陽(yáng)能是間歇性能源,能源密度低、不連續(xù)、不穩(wěn)定。(2)簡(jiǎn)易太陽(yáng)能干燥雖投資少,但容量小,熱效率低;而大中型的干燥器投資大、占地面積大。(3)太陽(yáng)能干燥常需要與其它能源聯(lián)合,如太陽(yáng)能熱泵,太陽(yáng)能蒸汽,及太陽(yáng)能爐氣等形式,使干燥設(shè)備的總投資增加。(4)我國(guó)對(duì)太陽(yáng)能干燥缺乏政府的政策支持和宣傳力度。(5)目前生產(chǎn)企業(yè)習(xí)慣用傳統(tǒng)的干燥設(shè)備,節(jié)能和環(huán)保的意識(shí)較差. 從機(jī)理上說(shuō),干燥過(guò)程就是利

4、用熱能使固體物料中的水分汽化并擴(kuò)散到空氣中去的過(guò)程。物料表面獲得熱量后,將熱量傳入物料內(nèi)部,使物料中所含的水分從物料內(nèi)部以液態(tài)或氣態(tài)方式進(jìn)行擴(kuò)散,逐漸到達(dá)物料表面,然后通過(guò)物料表面的氣膜而擴(kuò)散到空氣中去,使物料中所含的水分逐步減少,最終成為干燥狀態(tài)。因此,干燥過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)傳熱、傳質(zhì)的過(guò)程。物料中所含的水分物料中所含的水分,根據(jù)其存在的狀況,一般可分為:游離水分、物化結(jié)合水分和化學(xué)結(jié)合水分三類(lèi)。 游離水分。存在于物料空隙或表面的水分,它對(duì)物料可以起到均勻的浸潤(rùn)作用,水分含量隨物料浸潤(rùn)程度的不同而不同。此類(lèi)水分與物料的結(jié)合力較弱或自由分散于物料表面,在干燥過(guò)程中易于除去。 物化結(jié)合水分。以一定

5、的物理化學(xué)結(jié)合力與物料結(jié)合起來(lái)的水分,譬如:物料的吸附水分、結(jié)構(gòu)水分和毛細(xì)管水分等。此類(lèi)水分與物料結(jié)合比較穩(wěn)定,且有較強(qiáng)的結(jié)合力,較難除去。所以,除去或部分除去此類(lèi)水分是物料干燥的任務(wù)之一。化學(xué)結(jié)合水分。按照一定的數(shù)量或比例與化合物結(jié)合而生成帶結(jié)晶水的化合物中的水分。此類(lèi)水分與化合物的結(jié)合力很強(qiáng),一般常溫干燥過(guò)程難以除去。必須在較高的溫度下加熱,才能實(shí)現(xiàn),因此,一般干燥過(guò)程中不必考慮。物料的平衡含水率 物料的平衡含水率,是指一定的物料在與一定參數(shù)的濕空氣接觸時(shí),物料中最終含水量占此物料全部質(zhì)量的百分比。 實(shí)際上,當(dāng)物料內(nèi)部所維持的水蒸氣分壓等于周?chē)諝獾乃魵夥謮簳r(shí),物料的含水率即為該狀態(tài)下的

6、物料的平衡含水率,而此時(shí)物料周?chē)諝獾南鄬?duì)濕度則稱(chēng)為平衡相對(duì)濕度。 平衡含水率的概念對(duì)于研究物料的干燥過(guò)程是十分重要的,因?yàn)樵谌魏我阎蛞言O(shè)定的干燥狀態(tài)下,可以由平衡含水率的關(guān)系,決定物料經(jīng)過(guò)干燥后可能達(dá)到的最終含水量。這也就是說(shuō),掌握平衡含水率的規(guī)律,可以幫助我們確定物料的最終干燥狀態(tài)。 不同物料的平衡含水率是不同的,可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)予以測(cè)定。下表列出了各種谷物的平衡含水率。物料的平衡含水率谷物種類(lèi)溫度平衡相對(duì)濕度5060708090100大 米蕎 麥燕 麥稻 谷高 粱大 豆小 麥玉米?;ㄉv花生仁2525252525252525101010.811.46.812.211.08.011.611.

7、27.16.012.112.77.813.312.09.313.012.98.66.613.514.29.314.213.811.514.513.99.87.315.816.111.415.215.814.816.815.511.99.019.519.115.719.118.818.820.618.926.824.521.924.6物料干燥過(guò)程的汽化熱 從濕潤(rùn)物料中將單位質(zhì)量的水分蒸發(fā)所需要的熱量,稱(chēng)為物料干燥過(guò)程的汽化熱,單位為kJkg。物料的汽化熱與物料的含水率及干燥溫度有關(guān)。在干燥初期,物料含水較多,物料的汽化熱與自由水分的汽化熱比較接近;隨著物料含水率降低,物料汽化熱就逐漸增加,其原因是物料水分汽化時(shí),除了使水分汽化需要能量之外,還需要克服水分子與物料表面的物化結(jié)合力而多消耗能量。此外,物料汽化熱與干燥溫度的關(guān)系,其規(guī)律性與自由水分汽化的規(guī)律性大致相同,即干燥溫度越低,消耗的汽化熱就越多。 一般物料干燥過(guò)程的汽化熱必高于自由水分的汽化熱,而且物料含水率越低時(shí),汽化熱高出的幅度越大。物料的干燥特性曲線(xiàn) 如果把非常濕潤(rùn)的物料放在具有一定溫度、濕度和流速的熱風(fēng)中,物料的溫度和水分就將隨著干燥時(shí)間而變化。物料含水率隨時(shí)間變化的曲線(xiàn),稱(chēng)為物料的干燥特性曲線(xiàn)。 通常,物料的干燥特性曲線(xiàn)包括三個(gè)階段:預(yù)熱干燥階段、恒速干燥階段和減速干燥階段,如圖71所示。

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