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畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯
學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)：
所在學(xué)院：
專(zhuān) 業(yè)：
翻譯原文： Study of orange peels dryings kinetics and development of a solar dryer by forced convection
指導(dǎo)教師：
201XX 年3 月 25 日
橘子皮干燥動(dòng)力的研究和強(qiáng)制對(duì)流太陽(yáng)能干燥器的發(fā)展現(xiàn)狀
Romdhane Ben Slama Michel Combarnous
摘要：該太陽(yáng)能干燥器項(xiàng)目旨在利用太陽(yáng)能作為熱源，在該地區(qū)頻繁使用，用于干燥易腐爛的產(chǎn)品。太陽(yáng)能干燥器利用自然光來(lái)干燥產(chǎn)品，不會(huì)降低產(chǎn)品的干燥質(zhì)量。干燥裝置主要由太陽(yáng)能空氣集熱器和干燥室組成。將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化為熱的太陽(yáng)能集熱器，在流動(dòng)的空氣中增加了適當(dāng)?shù)膿醢迥苁蛊溆行栽黾?。收集器的效率可以達(dá)到80%。集熱器的出口端的熱空氣到達(dá)干燥室，該干燥室中的熱傳遞與該產(chǎn)品干燥是通過(guò)對(duì)流來(lái)完成的。干燥動(dòng)力學(xué)的研究表明，除了對(duì)溫度和干燥的空氣速度的依賴(lài)性，干燥速率也取決于干燥產(chǎn)品的切片方式。主要在于干燥空氣與產(chǎn)品的接觸表面，因此，在濕基含水率在一個(gè)天中從76%降低到13%。然后，我們以健康的方式獲得干燥的產(chǎn)品，并在如此頻繁風(fēng)沙的該地區(qū)使用任意干燥空氣來(lái)干燥產(chǎn)品，這樣不會(huì)降低任何更多的干燥產(chǎn)品的質(zhì)量，而且干燥的總效率達(dá)到28%。
由Elsevier出版有限公司出版
關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；干燥；橘子；對(duì)流；動(dòng)力學(xué)；效率
1.引言
在突尼斯，太陽(yáng)能是非常豐富的，特別是在南方。因此，使用太陽(yáng)能在越來(lái)越多的在干燥領(lǐng)域（能源安全和環(huán)境保護(hù)）將是明智和有利可圖的。兩種類(lèi)型的烘干機(jī)，直接和間接式干燥機(jī)，在這里提出的設(shè)想，進(jìn)行測(cè)試的是國(guó)民學(xué)校的工程師加布，在突尼斯，以干燥的農(nóng)業(yè)食品產(chǎn)品為目的，例如橘子皮。橘子皮富含維生素C，研究表明它們可以降低血液中的膽固醇水平。在我們的這片地區(qū)，突尼斯南部，它是常見(jiàn)于干燥干棗，香料，辣椒，魚(yú)等。
在此之前，已經(jīng)進(jìn)行了一項(xiàng)干燥動(dòng)力學(xué)的研究。對(duì)同一時(shí)間的間接和直接干燥進(jìn)行了測(cè)試。
在全球，太陽(yáng)能干燥的類(lèi)型很不同。我們可以列舉其中的一些：
l 工業(yè)干燥器隧道式煙囪（自然條件—對(duì)流）：太陽(yáng)能集熱面收集太陽(yáng)能使
命名
AH 時(shí)間角度 d? Ta 環(huán)境溫度 K
C 比熱 JKg-1K-1 W，X 產(chǎn)品含水量 Kg/Kg DM
DH 擴(kuò)散太陽(yáng)輻射入射到水平平面 Wm-2 u 由正常的角和附帶的太陽(yáng)光線形成的
D(i) 擴(kuò)散太陽(yáng)輻射入射到集熱器 Wm-2 角度 d?
GH 總太陽(yáng)輻射入射到水平平面 Wm-2 V 空氣流速 m/s
G(i) 總太陽(yáng)輻射入射到集熱器 Wm-2 (t) 太陽(yáng)偏角 d?
h 太陽(yáng)緯度 d? 地點(diǎn)緯度 d?
i 太陽(yáng)能集熱器傾斜度 d? 反照率
ID 直射太陽(yáng)能量 Wm-2 效率
LV 汽化潛熱 JKg-1 T0 一天的計(jì)算時(shí)間 h
m 水分蒸發(fā)量 Kg 指數(shù)：
Q 所獲太陽(yáng)能量 kWh i, in 初始
QV 體積吞吐量 m3s-1 f 結(jié)束
S 集熱面積 m2 u 有用的
Ti 產(chǎn)品初始溫度 K re 收到的
e 入口
s 出口
i
其轉(zhuǎn)換為熱能，這種干燥機(jī)一般用于工業(yè)(Turhan，2006；Janjaietal，2008；Ferreiraetal，2008)。改進(jìn)它們是由塞西等人（Sethi and Arora，2009）。
l 家用干燥機(jī)：
–直接強(qiáng)制通風(fēng)干燥機(jī) (Gauhar etal，1998; Hossain and Bala, 2007; Gbaha et al，2007)。
–太陽(yáng)能煙囪間接干燥器 (Hachemi et al.,1998; Pangavhane et al., 2002; Lahsanietal.,2004; Jain, 2005).
–間接強(qiáng)制通風(fēng)干燥機(jī)(Ben Slamaet al, 1996; Ben Slama and Bouadallah,1996a,b; Hawlader, 2004; Fadhel et al, 2005;Jamali et al,2004; Machlouch et al,2006; Zhiminet al, 2006).
–混合式自然對(duì)流太陽(yáng)能干燥器(Forson et al., 2007).
本文是jairaj（jaira et al.，2009）對(duì)許多熱門(mén)品種太陽(yáng)能干燥器的回顧。
干燥產(chǎn)品的類(lèi)型也各不相同：
l 木頭：它放在一個(gè)充滿(mǎn)熱空氣溫室大棚（bentaieb et al.，2008）。壓力差保證了空氣在煙囪中的流通。
l 檸檬、番茄、辣椒、辣椒、杏、葡萄、肉類(lèi)、魚(yú)、藥草和香料 (Chen et al., 2005; Togrul and Pehlivan,2002; Kamil et al.,2006; Janjaia et al., 2008).
l 這項(xiàng)研究的對(duì)象是橘子皮，這涉及到干燥動(dòng)力學(xué)研究及試驗(yàn)干燥器的設(shè)計(jì)。
2. 干燥動(dòng)力學(xué)研究
2.1 對(duì)象
干燥動(dòng)力學(xué)曲線是任何實(shí)際烘干機(jī)制造的關(guān)鍵因素。所以，他們研究各種(Ait Mohamed et al., 2008; Hadri et al., 2008)產(chǎn)品，如辣椒、沙丁魚(yú)、香蕉、木材、胡蘿卜等。在這里我們研究橘子皮和描繪它們的干燥動(dòng)力學(xué)曲線。這些曲線是用烘干實(shí)驗(yàn)室細(xì)胞獲得的，與控制程序，溫度、壓力、風(fēng)量、干燥水分和速度息息相關(guān)。
2.2 干燥動(dòng)力學(xué)的結(jié)果
由于第一種存在表面水的情況下，該產(chǎn)品在開(kāi)始時(shí)比在最終的干燥速率快。這個(gè)速度是最高的，因?yàn)樵摦a(chǎn)品是分散的（正方形55毫米），因此，包括最高的傳熱表面，在同樣的方式，這個(gè)比例的干燥是正比于加熱的溫度（圖1）和干燥速度（圖2）。最后一條曲線構(gòu)成了橘子皮干燥特征曲線。
在圖3中，從3到4千克水/千克干物質(zhì)的初始水分的基礎(chǔ)上，根據(jù)時(shí)間，水分含量和干燥的速度減少，在12000s時(shí)停止，約3小時(shí)30分，從1.24到2.1米/秒的空氣干燥溫度為75℃。
對(duì)于干燥速度的曲線，在圖4中，我們觀察到的曲線交叉，因?yàn)殡S著空氣流速提高，干燥速率也提高了，在這段時(shí)間結(jié)束的時(shí)候（3小時(shí)30分鐘），產(chǎn)品已經(jīng)干燥了，相反的情況下較低的氣流速度，需要更多的干燥時(shí)間。（見(jiàn)圖5）。
3. 試驗(yàn)干燥機(jī)的設(shè)計(jì)
間接干燥器的設(shè)計(jì)包括三個(gè)不同的部分：
l 配備了隔板的太陽(yáng)能空氣集熱器(Ben Slama,1987,2007;BenSlamaetal.,1996)尺寸2 米1米。
l 干燥的外殼尺寸70厘米70厘米70厘米。
l 一個(gè)電風(fēng)扇，以確保熱空氣從平板太陽(yáng)能集熱器的強(qiáng)制循環(huán)，50瓦（他們可以由光伏設(shè)備提供）。
3.1太陽(yáng)能空氣集熱器
集熱器配有擋板，其有利于湍流，從而使傳熱效率提高（見(jiàn)圖6），使用了三種配置：
l 最佳擋板的集熱器出現(xiàn)在我們的參考文獻(xiàn)中，即橫向和縱向混合擋板。
l 混合的擋板及集熱器，但是，橫向擋板稍微傾斜的方向，以減少壓力損失。
l 沒(méi)有隔板的收集器用于比較。
圖1.含水量和空氣溫度的干燥速率。空氣流速= 2.1米/秒
圖2含水率和空氣流速的干燥速率 空氣溫度= 75℃.
圖3時(shí)間和空氣流速的含水量函數(shù) 溫度= 75℃.
收集器有2個(gè)空氣導(dǎo)管：
l 一個(gè)是在玻璃和減震器之間存在滯止氣流。
l 另一個(gè)是在吸收減震器和絕緣體之間，包括一些擋板和流通的空氣。
圖4干燥速度函數(shù)的時(shí)間和速度。溫度= 75℃.
圖5間接干燥的照片
擋板放置在絕緣層上，并且固定在該吸收劑上。（見(jiàn)圖7）
3.2 干燥外殼
在集熱器的出口處，將空氣穿過(guò)干燥室，并將熱傳遞給該產(chǎn)品用來(lái)干燥。為了讓空氣流動(dòng)，兩個(gè)形狀干燥室必須曲折運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有死角（見(jiàn)圖8）。干燥室中包含幾盤(pán)產(chǎn)品，每一個(gè)可以包含多達(dá)三公斤的產(chǎn)品干。。
產(chǎn)品設(shè)置在“盤(pán)”內(nèi)的干燥，以這樣一種方式使空氣曲折地流動(dòng)為了獲得較高的傳熱。此外，在干燥外殼中的流動(dòng)更受青睞當(dāng)氣流從簡(jiǎn)單的彎曲流到雙彎曲時(shí)。
因此，空氣是分布方式更均勻的，這樣避免了仍然潮濕的區(qū)域和其他已經(jīng)干燥的區(qū)域的混合。
效率要從20%提高到25%，特別是當(dāng)負(fù)載最高時(shí)（高于10公斤）。對(duì)于低質(zhì)量的產(chǎn)品的干燥，空氣是不受整體運(yùn)行軌跡的約束，但直流產(chǎn)品在開(kāi)放的空間生產(chǎn)。
圖6太陽(yáng)能空氣集熱器的詳細(xì)說(shuō)明:
（a）它的組成（b）直擋板(c)斜擋板（d）所產(chǎn)生的流動(dòng)
圖7干燥外殼（a）空氣流曲流（b）雙氣流在彎曲處
3.3操作
在集熱器底部，進(jìn)入底部的環(huán)境空氣被太陽(yáng)能加熱。由于擋板，傳熱增加，并在集熱器出口處，空氣擁有一個(gè)足夠高的溫度。它通過(guò)干燥室，將熱傳遞給該產(chǎn)品以進(jìn)行干燥，并承載其中的水分。然后，它是由一個(gè)低功率的電動(dòng)風(fēng)機(jī)確保與外部進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。
圖8 空氣流量集熱器功能的效率 溫度必然是可變的
4.試驗(yàn)結(jié)果
一方面單獨(dú)測(cè)量大部分集熱器的效率，另一方面測(cè)量整個(gè)干燥機(jī)的效率。我們?cè)跍y(cè)量結(jié)束時(shí)對(duì)被干燥的產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量。
4.1太陽(yáng)輻射測(cè)量
接收的能量是每天從位于軍事基地附近的氣象站測(cè)量漫輻射DH和總輻射GH的水平輻射量得來(lái)的。在水平方向上的測(cè)量轉(zhuǎn)換的集熱器的傾斜計(jì)劃進(jìn)行如下：
在傾斜集熱器的總輻射等于直接和散射輻射的總和，然后：
G(i)=(Gh-Dh)(cos(i)+sin(i)/tg(h))+D(i) (1)
也可以在表格中寫(xiě)下：
G(i)=(Gh-Dh)(sin(i+h)/sin(h))+D(i) (2)
與：
D(i)=(1+cos(i))/2Dh+(1-cos(i))/2Ghɑ (3)
太陽(yáng)緯度“小時(shí)”是由其彎曲處的任何時(shí)時(shí)刻給出的：
Sin(h)=sin()sin()+cos()cos()cosAH (4)
4.2干燥器能量效率的測(cè)定
溫度用熱電偶鐵康銅測(cè)量，精度±0.5℃,對(duì)于重量，一個(gè)精度為0.01克的天平。干燥的高效利用：
e=Qu/Qre with (5)
Qu=m(C(Ti-Ta)+Lv) and (6)
Qre = (7)
由于它是已知的干燥比在干燥結(jié)束時(shí)的速度快，，然后，一個(gè)恒定的最終水分為15%。
濕效率評(píng)估：
h=e (wi - wf) / wi (8)
和wf= 15%的校正效率：
c=e(wi-wf)/(wi-15) (9)
正如眾所周知的是，干燥速度初始比在干燥結(jié)束時(shí)快，，那么一個(gè)恒定的最終水分為15%。
4.3試驗(yàn)曲線
通常對(duì)于空氣的太陽(yáng)能收集器，可以根據(jù)空氣流量（m 3 /小時(shí)/m2）繪制效率曲線（圖8），根據(jù)正常化效益（m 2℃/w）（圖9）。溫度是不恒定的，但取決于太陽(yáng)能和空氣流量。
即使是適度的流量（35m3 /h/m2），使效率達(dá)到70%最佳擋板和46%沒(méi)有擋板的集熱器。這種差異是由于空氣和減震器之間的湍流對(duì)流造成的，甚至?xí)r由于擋板的存在造成的。
4.3.1集熱器效率
在圖10中，能量效率由表達(dá)式給出：
=QvCT/(G(i)S) (10)
根據(jù)所使用的擋板的規(guī)定，直或傾斜，效率各不相同。與無(wú)擋板的集熱器相比，在流動(dòng)方向的斜板有更好的效率為25%(Ben Slama1987, 2007; Ben Slama et al, 1996).圖9顯示的是60%的效率，作為參考，溫度上升40℃時(shí)無(wú)擋板，63℃用直擋板，80℃在陽(yáng)光下的熱通量為1000W/m2.
4.3.2干燥效率
通過(guò)類(lèi)比太陽(yáng)能空氣集熱器，根據(jù)被干燥產(chǎn)品初始質(zhì)量的水分含量（圖10）和效益的函數(shù)，給出了兩種類(lèi)型太陽(yáng)能干燥器的效率曲線（圖11）（Ben slama et al.，1996；Ben slama和bouabdallah，1996；machlouch et al，2006）。對(duì)于
圖9 太陽(yáng)能集熱器效率按標(biāo)準(zhǔn)化利潤(rùn)
圖10 產(chǎn)品干燥初期干燥功能的效率
一個(gè)質(zhì)量為8公斤的產(chǎn)品，要干燥它，效率從20%增加到30%左右，使用大約有輕微傾斜擋板。20%的效率，在直擋板的情況下減少水分含量可能只有3%，在有斜擋板的情況下只有13%。正是由于這樣的事實(shí)，在環(huán)境中的空氣達(dá)到更高的溫度的情況下，使用擋板。
4.3.3壓降
對(duì)于一個(gè)空的干燥器，壓力下降，空氣流量增加。然而，在直擋板的情況下比斜的高。事實(shí)上，傾斜方向的流動(dòng)，利于減少死角，方便冷卻空氣流入。該干燥機(jī)的產(chǎn)品增加壓力損失超過(guò)50%的負(fù)載（lahsani et al.，2004）。（見(jiàn)圖12）。
4.3.4 解釋
由干燥動(dòng)力學(xué)研究曲線顯示：
圖11 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化減肥的干燥效率
圖12 空氣流量的壓力降
–在開(kāi)始時(shí)，隨著時(shí)間的推移，產(chǎn)品的含水量比干燥掉的多，因?yàn)樵陂_(kāi)始時(shí)，水的存在而在表面上。
–干空氣流速和干燥溫度成正比。
–橘子皮切片提高干燥速度。
–干燥速度隨時(shí)間而減少，并伴隨產(chǎn)品水分的減少。
該試驗(yàn)表明，太陽(yáng)能集熱器的出口溫度達(dá)到了92℃，而干燥外殼的溫度在50℃。該干燥器使用最佳傾斜角度擋板的集熱器，相比使用了集熱器與直擋板效率提高了14%。后者被證明是不足以降低水分含量，滿(mǎn)意的閾值對(duì)產(chǎn)品的保護(hù)（也就是說(shuō)比如15%）。然而，提供斜擋板的方向流動(dòng)，干燥只有一天就足夠了，兩個(gè)條件讓干燥使人滿(mǎn)意，即，溫度和空氣流速足夠高。由于橫向和縱向擋板，可以增加空氣流速并且使湍流器空氣溫度上升。因?yàn)樾睓M隔板所產(chǎn)生的壓力損失在右擋板是不一樣大的。另一方面，在干燥室中的流動(dòng)是優(yōu)先進(jìn)行的，氣流均勻干燥；避免區(qū)域產(chǎn)品是過(guò)干的或還是濕的。
4.3.5一些可能的改進(jìn)
有了這項(xiàng)工作，我們結(jié)束了一個(gè)由太陽(yáng)能空氣集熱器提供的間接太陽(yáng)能干燥器的設(shè)計(jì)，還包括斜折流板的方向上的流動(dòng)。這些擋板可以使彎曲氣流在干燥器內(nèi)的流動(dòng)而不產(chǎn)生很大的壓力損失。橫隔板將空氣分布在所有集熱器表面上的并且能進(jìn)行更好的傳熱。
如果在每一個(gè)板不填充的產(chǎn)品，那么在干燥的外殼內(nèi)的空氣通道容易離開(kāi)一部分。其產(chǎn)生的氣流也在彎曲處產(chǎn)生良好的傳熱。
干燥動(dòng)力學(xué)可以突出的測(cè)試參數(shù)，即：溫度，絕對(duì)濕度的產(chǎn)品干燥，以及干空氣速度。
關(guān)于干燥溫度，溫度從57℃升為75℃，干燥速度從1.5公斤/公斤上升到3公斤/千克干物質(zhì).
關(guān)于干燥的空氣流速，空氣流速為1.24米/秒和2.1米/秒，干燥速度分別從2至3公斤/公斤增加至3公斤/千克。
同時(shí)利用熱空氣事先在干燥外殼減少死角，對(duì)于10公斤的初始質(zhì)量，總有效率從20%提高到25%。
最后，關(guān)于太陽(yáng)能集熱器的安裝和干燥器中的動(dòng)力流體，沒(méi)有擋板的集熱器在流量為35m3h-1m-2時(shí)的效率比一個(gè)有擋板的集熱器效率從40%增加到60%，更好的仍然是為斜擋板的集熱器，效率達(dá)到70%。
還應(yīng)強(qiáng)調(diào)一些實(shí)踐方面的問(wèn)題：
–作為冷卻液的輸出溫度超過(guò)90℃時(shí)使用雙層玻璃以減少對(duì)流損失。
–在減少吸收的輻射損失時(shí)使用同樣的方式，以使吸收劑選擇性通過(guò)減少的發(fā)射率系數(shù)為0.2。
–為干燥室開(kāi)孔的部位應(yīng)能夠避免死角的形成。
5 結(jié)束語(yǔ)
雖然許多產(chǎn)品干燥的論文已發(fā)表在自然雜志上，但一些點(diǎn)必須強(qiáng)調(diào)，目前，在我們看來(lái)，相比單獨(dú)的產(chǎn)品，本文提出了一個(gè)更大的領(lǐng)域：
l 眾所周知，空氣集熱器可用于干燥，特別是當(dāng)我們用這樣一種方式利用太陽(yáng)能時(shí)，產(chǎn)品有沒(méi)有直接接觸太陽(yáng)輻射。
l 呈現(xiàn)一些產(chǎn)生真正經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品，橘子皮，干燥動(dòng)力學(xué)曲線已在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)下描繪，可用于類(lèi)似的應(yīng)用程序，并在本文的第一部分有提到。
l 本文的第二部分，主要是對(duì)一個(gè)真正的空氣干燥器系統(tǒng)2個(gè)主要的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了處理：
–擋板的存在，即使在低空氣流量也可以提高太陽(yáng)能集熱器的效率。
–自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流之間的結(jié)合，通過(guò)使用風(fēng)扇，盡可能精確地控制干燥過(guò)程中的質(zhì)量。
致謝
作者要感謝安妮在寫(xiě)論文的最后一個(gè)版本的幫助。
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