太阳能干燥器蓄热的实验研究
抽象——
太阳能干燥器的热能储存最近受到越来越多的关注，因为太阳能的可用性是间歇性的。研究了相变材料(PCM)蓄热技术在太阳能干燥器中的应用效果。太阳能干燥柜有3个均匀间隔的托盘，提供最大的热流，每个托盘的干燥面积为0.5 m2，以满足一个家庭的需求，并对其性能进行了评估。在4月份，当位于北纬11.39°和东经79.69°的Annamalai Nagar日照充足时，在有或没有储热装置的干燥机上进行了3天的实验。从上午10点开始，记录各个重要位置的温度，直到机柜温度降至大气温度。实验过程中空气质量流量在0.001 ~ 0.003 kg/s之间变化。采用12.5 kg石蜡(正癸烷)-煤油复合材料，质量比为2:1，在烘干机中进行蓄热。PCM填充在20个直径为20毫米、长度为500毫米的铝管和100个容量为150毫升的铝罐中(不包括相变空间)。分析了空气速度、温度梯度和太阳强度对热吸收和蓄热的影响。在中午，机柜温度保持比大气温度高25-30℃。 The peak heat gain fell by 18% on the days of experimentation with thermal storage due to the heat conducted by PCM pipes. On an average, the thermal efficiency of the system with thermal storage improves by 50 % of its efficiency without thermal storage unit. It was found that the dryer with thermal storage can sustain the required temperature for 3 hours after sunshine hours and then it falls gradually.
参见:
介绍
在印度这样的热带国家，经济和生计的主要来源是农业。尽管农民们正在努力提高作物产量，但由于缺乏廉价有效的技术，很难保护它们。蓄热是目前一个活跃的研究领域。有效的替代能源利用必须包括能源储存，以满足需求的波动和获得更高的性能。储能系统在处理间歇性输入能量供应的情况下具有更大的意义。存储系统的选型取决于存储时间、经济性、温度供应和利用要求、存储容量、热损失和空间可用性等因素。因此，本实验工作的目标是根据烘干机的要求和PCM存储空间的可用性找到供应温度和热储存时间。
相变材料
良好的热能储存介质必须保持稳定，具有高的热容。利用一种被称为第一代存储系统的介质的显热太阳能蓄热技术已经发展得很好，因此得到了普遍的利用。基于潜热的太阳能蓄热技术具有良好的适用性，目前正在大量的研究中。相变材料潜热蓄热系统与显热蓄热系统相比具有较高的蓄热容量。PCM的行为取决于太阳系的环境条件，其中涉及到利用潜热的热循环。因此，最好的方法之一是使用相变材料(PCM)进行热储存。热储能系统可以将能量积累为显热或聚变热或两者的结合。潜热蓄热优于显热蓄热，因为潜热蓄热密度高，温度波动小。pcm可以存储2-3倍以上的热量或冷每体积或每质量，因为可以存储为显热在水在温度区间20◦C。
结论
通过对实验结果的分析，得出以下结论:石蜡正二十七烷适用于太阳能柜式干燥器的蓄热。PCM的显热释放速度非常快，由于冻层的形成，潜热的传递需要较长的时间。随着凝固时间的延长，传递给传热流体的潜热逐渐变小。相变材料的熔化和凝固是分阶段进行的，传热周期延长。靠近罐壁和管壁的PCM混合物比靠近罐中心的混合物固化得更快。这是由于PCM提供的热电阻。在凝固过程中，凝固锋向外表面移动，而通过已凝固部分向内进行相反方向的传热。因此，蜡的热阻增加。复合PCM的比例为2:1，非常适合应用，因为它融化的温度非常适合太阳能干燥器应用在这个地理区域。在相变期间，蜡融化在一个温度范围内，很难找到蜡融化在一个特定的温度的分数。 Thus the phase change occurs in fractions which have been proven by the variations in temperature gradient during the thermal cycle. The PCM cans arranged at the base store the heat convected to the bottom side from the absorber thus reducing the bottom side heat loss. The variation of atmospheric air flow because of velocity changes created mass flow rate variations marginally and due to it, uneven temperature rise occurred inside the solar dryer.
参考及下载报告:
http://www.rericjournal.ait.ac.th/index.php/reric/article/download/1420/637
