紫花苜蓿太阳能干燥系统空气集热器结构研究

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1、2015年4月农机化研究第4期紫花苜蓿太阳能干燥系统空气集热器结构研究钱珊珠，扈艳艳(内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特010018)摘要:紫花苜蓿是我国牧区主要的牧草，利用太阳能低温干燥将紫花苜蓿变成干草或草粉是理想的保存方式，能够有效地保留紫花苜蓿的营养成分。针对太阳能空气集热器供热条件和方式，设计了垂直于气流方向的蛇形—“S”形通道和沿气流方向的半椭圆弧形—“?”形通道两种平板型太阳能空气集热器，并对其构件的选择、工作原理、集热器内部分流腔体的结构形式、保温材料、集热面积以及路径长度进行了相应的研究。关键

2、词:紫花苜蓿;太阳能;空气平板集热器;气流通道中图分类号:S214;S375文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)04－0110－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.04.026现象，说明苜蓿适宜低温干燥。0引言1．2太阳能在农副产品干燥方面的优势紫花苜蓿因其营养价值高，在我国牧区被作为主1)资源丰富。在我国有50%以上的土地每年太2要的牧草。为了能够在冬季有效地保存苜蓿，将它干阳能辐射时间超过200h，辐射总能超过5100MJ/m。燥后作为干草或草粉进行存储是理想的方

3、式。紫花我国一年的太阳能总量超过石油、煤炭等化石燃料和［3］苜蓿属于茎叶植物，适合低温干燥，可有效保留其营柴草等其他常规能源总量的2000倍。养价值。2)节省燃料。在干燥过程中，每蒸发1000g水太阳能作为资源丰富、无污染、可再生的新能源，分，需要约2511．6kJ热量。由此可算出，若需要干燥在农副产品干燥方面得到了广泛的应用，具有较好的1t的苜蓿，需要1t以上的原煤或者柴油1．6t。20世社会效益和生态效益，市场前景广阔。太阳能集热器纪80年代初期，我国河南省长葛县就利用太阳能干作为太阳能的主要部件，结构多种多

4、样，国内外学者燥烟草，试验结果表明:把太阳能作为辅助能源，能够［4］对此做了大量的研究，其基本思路都倾向于增加空气节约常规能源25%～30%。宁夏大学研制的枸杞［5］换热面积或提高换热系数。本文在前人研究成果的太阳能干燥系统可节约能源达30%以上，与利用常基础上，设计了两种通路的平板型太阳能空气集热规能源的热风干燥装置相比，成本降低了50%以上，器，通过这两种板型的空气集热器不同的连接方式，与自然干燥法相比，干燥效率提高了两倍以上。为紫花苜蓿太阳能低温干燥提供需要的热能。3)没有环境压力。燃烧石油、煤等化石燃料会

5、排放出含有CO2、SO2等的废气，造成酸雨，我国有超过1紫花苜蓿太阳能干燥系统1/3的国土受到酸雨的侵蚀。利用洁净的太阳能干燥1．1紫花苜蓿干燥的调制方法农副产品不但能够节约不可再生能源，而且没有环境紫花苜蓿的干燥调制方法有多种，国内外大量的压力。学者对其进行了研究。最常用的方法主要有:自然晒4)使用费用低廉。太阳能资源后期使用是没有［1］干、风干、压扁茎秆及烘干等。单桂莲等对苜蓿干费用的，而常规能源在后期消耗还需进行投资。武川燥采用不同的调制方法进行了对比试验，结果表明烘县食全食美食品有限公司购买的利用燃煤的干

6、燥设［2］干的方法干燥时间短、苜蓿的营养成分高。车刚等备，价值12万元，干燥枸杞500kg，需用煤炭630kg。利用常压热风对苜蓿进行干燥，结果表明常压热风干采用太阳能为辅助能源的干燥设备，设备的投资和用燥优于自然晾干;但温度超过200℃时，苜蓿出现焦糊燃煤的干燥设备相差很小。1．3紫花苜蓿太阳能干燥系统组成收稿日期:2014－03－18紫花苜蓿太阳能干燥系统由3部分组成，分别为基金项目:国家自然科学基金项目(51266009)太阳能集热器、干燥箱及测试控制装置。其中，太阳作者简介:钱珊珠(1964－)，女(蒙古

7、族)，内蒙古通辽人，教授，硕士生导师，(E－mail)719725846@qq．com。能集热器是热风干燥的能量来源，通过吸收太阳辐射·110·2015年4月农机化研究第4期把太阳辐射能转换为热能，加热集热器内的空气，在远远优于普通玻璃，且其破碎时颗粒无棱角，对人体鼓引风机的作用下形成热风，进入干燥箱内完成紫花伤害较小。苜蓿的干燥过程。图1为干燥系统实物图。2．3吸热板芯吸热板芯是平板型太阳能空气集热器中吸收太阳辐射的主要部分，它主要通过金属板来吸收通过透明盖板后进入到集热器内部的热量，其基本上是平板形状。通过改

8、变吸热板的结构形式、吸热板上的涂层、流道、集热腔的结构、阵列排布和基板情况，能有效改变集热器的集热效率。本研究吸热板芯采用0．5mm厚度的铝板，相比于钢板其导热性能更好;相对于铜板，铝板的成本更低，有利于大面积推广。图1干燥系统实物图2．4吸热板涂层Fig．1Photographofdryingsystemphysical为了使吸热板可以最大限度地吸收太阳辐射能2平板型太