干燥在工業(yè)、農業(yè)等國民經濟重要領域均有大量的應用,我國的干燥能耗占整個工業(yè)能耗的比例達到12%左右。干燥作為農副產品長期保存的一種重要方式,根據相關農副產品干燥領域的研究表明,目前我國的農副產品干燥技術存在能耗大、技術落后、干燥品質差、智能控制水平低等問題。因此研發(fā)高效節(jié)能的干燥系統(tǒng)以及確定合理的物料干燥工藝對提高干燥行業(yè)效益、緩解環(huán)境污染具有重要的意義。本文立足于以太陽能熱利用為主,減少傳統(tǒng)能源的使用。通過對傳統(tǒng)太陽能干燥工藝控制進行研究,進一步提出了基于太陽能熱利用的雙工質干燥系統(tǒng)設計方法。設計和搭建了雙效太陽能集熱器干燥系統(tǒng)和直膨式熱泵輔助太陽能干燥系統(tǒng),對干燥系統(tǒng)進行理論分析、實驗測試和預測優(yōu)化評價等研究。本論文主要開展的工作如下:（1）針對傳統(tǒng)太陽能干燥過程中存在干燥周期不確定、干燥工藝不易控制、干燥品質差等問題,提出了開放式太陽能干燥物料終點判斷和直接式太陽能干燥溫度控制的工藝方法。理論分析了開放式太陽能干燥物料的熱濕遷移機理,構建了開放式太陽能干燥的熱濕遷移模型,分析預測物料干燥過程中表面溫度和質量變化,并以紅薯為研究對象對預測模型進行實驗驗證。研究表明預測模型能夠較準確... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：206 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
主要符號說明
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 太陽能及熱泵干燥技術
        1.2.2 干燥特性及動力學模型
        1.2.3 干燥系統(tǒng)的性能及評價分析
        1.2.4 機器學習在預測方面的應用
    1.3 目前研究存在的關鍵問題
    1.4 本論文的主要研究內容
    1.5 本課題的技術路線
    1.6 本章小結
2 傳統(tǒng)太陽能干燥方式的工藝控制研究
    2.1 引言
    2.2 開放式干燥物料的熱濕遷移研究
        2.2.1 開放式干燥的實驗測試
        2.2.2 熱濕遷移模型的建立
        2.2.3 模型的求解
        2.2.4 結果與分析
    2.3 直接式干燥物料表面溫度的預測
        2.3.1 直接式干燥的實驗測試
        2.3.2 表面溫度預測模型的構建
        2.3.3 模型的求解
        2.3.4 結果與分析
    2.4 傳統(tǒng)太陽能干燥的工藝控制方法
        2.4.1 開放式太陽能干燥終點的控制方法
        2.4.2 直接式太陽能干燥溫度的控制方法
    2.5 本章小結
3 基于太陽能熱利用的雙工質干燥系統(tǒng)的研制
    3.1 引言
    3.2 雙工質干燥系統(tǒng)的設計方法及運行控制策略
        3.2.1 設計方法
        3.2.2 運行控制策略
    3.3 雙效太陽能集熱器干燥系統(tǒng)的構建及工作原理
        3.3.1 系統(tǒng)構建
        3.3.2 工作原理
    3.4 直膨式熱泵輔助太陽能干燥系統(tǒng)的構建及工作原理
        3.4.1 系統(tǒng)構建
        3.4.2 工作原理
    3.5 本章小結
4 雙效太陽能集熱器干燥系統(tǒng)的理論與實驗研究
    4.1 引言
    4.2 雙效集熱器的傳熱理論模型
        4.2.1 模型描述及假設條件
        4.2.2 能量平衡方程的建立
        4.2.3 換熱系數的確定
        4.2.4 單值性條件的確定
        4.2.5 模型的求解方法
    4.3 實驗材料與方法
        4.3.1 實驗材料
        4.3.2 測試方案
        4.3.3 實驗儀器
        4.3.4 干燥特性參數
        4.3.5 干燥動力學模型
        4.3.6 不確定度分析
    4.4 系統(tǒng)的性能評價指標與運行控制策略
        4.4.1 性能評價指標
        4.4.2 運行控制策略
    4.5 結果與分析
        4.5.1 模型準確性的驗證
        4.5.2 雙效集熱器性能分析
        4.5.3 模型預測案例分析
        4.5.4 系統(tǒng)運行過程分析
        4.5.5 物料干燥特性分析
        4.5.6 物料干燥動力學模型
    4.6 本章小結
5 直膨式熱泵輔助太陽能干燥系統(tǒng)的理論與實驗研究
    5.1 引言
    5.2 帶有玻璃蓋板的集熱/蒸發(fā)器的傳熱模型
        5.2.1 模型簡化與假設條件
        5.2.2 能量平衡方程的建立
        5.2.3 換熱系數的確定
        5.2.4 單值性條件的確定
        5.2.5 模型的求解方法
    5.3 直膨式熱泵干燥的熱力學分析
        5.3.1 熱泵干燥過程空氣循環(huán)分析
        5.3.2 熱泵干燥過程制冷劑循環(huán)分析
        5.3.3 熱泵干燥的性能評價指標
    5.4 實驗的材料與方法
        5.4.1 實驗材料
        5.4.2 測試方法
        5.4.3 實驗儀器
        5.4.4 干燥特性參數確定
        5.4.5 干燥動力學模型
        5.4.6 不確定度分析
    5.5 系統(tǒng)的運行控制策略
    5.6 結果與分析
        5.6.1 模型準確性的驗證
        5.6.2 熱泵干燥運行性能分析
        5.6.3 物料干燥特性
        5.6.4 物料干燥動力學模型
    5.7 本章小結
6 基于太陽能熱利用的雙工質干燥系統(tǒng)預測評價研究
    6.1 引言
    6.2 基于機器學習的集熱單元性能預測
        6.2.1 數據的篩選
        6.2.2 特征值的選擇
        6.2.3 機器學習方法的選擇
        6.2.4 超參數的確定
        6.2.5 預測結果的驗證
        6.2.6 運行控制技術的優(yōu)化
    6.3 雙工質干燥系統(tǒng)運行環(huán)境參數的影響分析
        6.3.1 影響參數的選擇
        6.3.2 參數的影響分析
        6.3.3 運行參數的確定
    6.4 基于4E評價理論的物料干燥過程評價
        6.4.1 能量分析
        6.4.2 (?)分析
        6.4.3 經濟性分析
        6.4.4 環(huán)境性分析
        6.4.5 結果與分析
    6.5 干燥物料品質評價
        6.5.1 收縮性
        6.5.2 色差性
        6.5.3 結果與分析
    6.6 本章小結
7 結論與展望
    7.1 主要研究成果
    7.2 主要創(chuàng)新點
    7.3 展望
參考文獻
致謝
攻讀博士學位期間研究成果及獲得獎勵情況
附件
學位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
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本文編號：3201534