干燥可以防止农产品的腐坏变质,是减少产量损失和实现长时间保存的有效方法。农产品的干燥大多用的热风干燥,太阳能可以代替常规能源提供热能。封闭的太阳能利用相比传统的开式晾晒,其干燥物的质量在颜色、味道、质地上更好,同时干燥周期也缩短了。因此,为了将太阳能运用到农产品的干燥加工中,开发研究太阳能干燥设备很有必要。本文的太阳能干燥设备采用的是集热器型太阳能干燥器,由集热系统、烘干系统组成。同时为克服太阳热利用的间歇性和不稳定性,充分利用太阳能增加了储热系统,利用相变储热材料实现储、放热过程。具体的研究内容如下:1.太阳能干燥器的设计。太阳能干燥器由集热系统、烘干系统和储热系统组成。集热系统由2块太阳能平板集热器串联组成,集热系统将太阳辐射能转化成干燥介质的热能。烘干系统是湿物料与干燥介质换热的场所,物料烘干在这完成。烘干系统主要部件是烘干箱,箱内物料架分三层物料层。储热系统是用来在太阳能丰富的时候以热能的形式储存起来,当太阳辐射强度不够时将储存的能量释放给干燥介质。储热系统的构成包括储热箱体、相变储热材料、导热铜管。储热材料是工业半精炼石蜡,导热铜管采用蛇形形状,这样可以增加储热材料与空气换热面积,提高储热系统的换热效率。2.太阳能干燥器实验研究。按照设计方案,搭建实验平台。对太阳能干燥器设计实验方案,在空载状态下研究加储热系统后对整个干燥器的性能影响。经过实验,分析数据得出当太阳能干燥器在不加储热系统情况下随着太阳辐射强度的变化,干燥箱内空气的平均温度变化较大;加储热系统到太阳能干燥器中后,干燥箱内空气的平均温度能够稳定在某一温度范围内长时间工作,这样有利于物料的干燥。在干燥器干燥湿物料的工作情况下,测量干燥箱内各测点的风速,为之后数值模拟提供验证数据。3.模拟仿真和结构优化。结合计算流体力学以及常用流体模拟软件FLUENT,对烘干箱烘干物料过程进行研究,获得烘干箱内部的速度场分布情况,并通过与实验的数据进行对比,验证模拟的准确性。通过布置导流板和改变进出风口位置优化干燥箱的结构,用CFD模拟的方法,验证、分析、比较得出优化效果,为干燥箱优化提供相应的理论依据和物理模型,减少重复试验。