郝文剛，陸一鋒，賴艷華※,，于洪文，呂明新

（1. 山東大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，濟(jì)南 250061；2. 北京工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院，北京 100124；3. 山東大學(xué)蘇州研究院，蘇州 215028；4. 山東桑樂(lè)太陽(yáng)能有限公司，濟(jì)南 250014）

0 引 言

太陽(yáng)能是一種取之不盡用之不竭的可再生能源[1]，其在糧食[2-4]、農(nóng)副產(chǎn)品[5-8]等物料干燥方面應(yīng)用已經(jīng)引起很多學(xué)者的關(guān)注。直接式太陽(yáng)能熱利用技術(shù)在干燥領(lǐng)域中的應(yīng)用最早始于976年Everitt and Stanley提出來(lái)具有太陽(yáng)能透光性的盒子形狀干燥器[9]。直接式太陽(yáng)能干燥（direct solar drying）系統(tǒng)主要由透明蓋板、保溫層、進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口等組成的干燥箱[10]。當(dāng)太陽(yáng)光通過(guò)透明玻璃蓋板入射到干燥箱內(nèi)時(shí)，干燥箱內(nèi)空氣溫度升高加熱干燥物料，同時(shí)在熱壓或風(fēng)壓的作用下室外空氣由干燥箱的進(jìn)口處進(jìn)入干燥箱內(nèi)，干燥箱內(nèi)高溫高濕空氣通過(guò)干燥箱的出口處排到室外。該技術(shù)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單且制作價(jià)格便宜，具有保護(hù)干燥物料免受灰塵、雨水、露水等破壞的優(yōu)點(diǎn)；但其也有一些缺點(diǎn)，例如干燥物料表面過(guò)熱、干燥物料品質(zhì)差和干燥能力有限等[11-13]。

為克服直接式太陽(yáng)能干燥技術(shù)的缺點(diǎn)，國(guó)外相關(guān)學(xué)者設(shè)計(jì)不同形式的直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)研究其熱性能、干燥能力等方面問(wèn)題[14-17]，Ahmad[18]設(shè)計(jì)搭建了一個(gè)覆蓋透明保溫材料的圓柱形狀集熱干燥裝置，相比開(kāi)放式太陽(yáng)能干燥，該裝置能夠?qū)⑹覂?nèi)空氣溫度提升 10 ℃左右。Dissa等[19]研究芒果薄層在直接式太陽(yáng)能干燥器的干燥特性，其最終的含水率為66.32%，研究結(jié)果表明干燥速率和有效性隨著干燥時(shí)間延長(zhǎng)而降低；Eke等[20]學(xué)者研制一種新型用于干燥玉米的直接式太陽(yáng)能器，干燥玉米物料的濕基含水率從29%減少到12%，與開(kāi)放式太陽(yáng)能干燥相比，干燥時(shí)間節(jié)約55%，新研制的干燥器與開(kāi)放式太陽(yáng)能干燥方法的干燥效率分別是45.6%和22.7 %。國(guó)內(nèi)關(guān)于直接式太陽(yáng)能干燥技術(shù)的研究在文獻(xiàn)中還未檢索到，但是關(guān)于太陽(yáng)能干燥技術(shù)設(shè)備的研究有很多[21-22]。李汴生等[23]自行研制太陽(yáng)能干燥設(shè)備，以干濕梅為原料進(jìn)行自然對(duì)流干燥，試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明其干燥效率為61.6%，干燥時(shí)間為14 h，比開(kāi)放式太陽(yáng)能干燥時(shí)間縮短72%。綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外研究大多數(shù)集中于干燥系統(tǒng)干燥能力[24-25]、熱利用效率[22]、物料干燥特性[26-29]等方面，在預(yù)測(cè)干燥室內(nèi)物料表面溫度的研究較少，尤其是針對(duì)直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)的。因此本文自行設(shè)計(jì)搭建一種直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)，以紅薯為干燥物料進(jìn)行自然對(duì)流干燥試驗(yàn)測(cè)試，通過(guò)測(cè)試相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析該系統(tǒng)的熱效率及干燥速率；同時(shí)建立該系統(tǒng)的熱性能數(shù)學(xué)模型，用于預(yù)測(cè)干燥過(guò)程中物料表面的溫度，以期提高該系統(tǒng)干燥物料的品質(zhì)。

1 直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)

為建立并驗(yàn)證干燥物料在直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)中表面溫度動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型，本文設(shè)計(jì)搭建一種直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)，圖1為直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)示意圖Fig.1 Schematic diagram of indirect solar drying system

該系統(tǒng)主要由空氣進(jìn)口、空氣出口、物料托盤(pán)、透光玻璃板及不銹鋼鐵板等組成。干燥箱的框架為鋁合金，同時(shí)在干燥箱不銹鋼板內(nèi)表面均勻涂抹黑色吸熱材料。干燥箱屋頂玻璃的傾斜角度為26.7°，干燥箱的長(zhǎng)×寬×高為 1 000 mm×800 mm×800 mm，干燥箱隔熱材料采用20 mm厚的聚氨酯保溫棉，以防止熱量的損失，干燥箱的透光面采用透射率為 90%的普通玻璃。干燥箱內(nèi)放置干燥物料托盤(pán)。物料托盤(pán)采用孔隙均勻分布的鐵絲網(wǎng)，方便熱空氣向上流動(dòng)。

1.2 材料與方法

1）試驗(yàn)原料與測(cè)試方案

本試驗(yàn)采用的干燥物料為新鮮紅薯，購(gòu)于京東商城，原產(chǎn)地為云南玉溪。試驗(yàn)前將紅薯切成大小、厚度均勻一致的圓片，用天平將其分成質(zhì)量相等的 2份，一份用于室內(nèi)干燥試驗(yàn)組，一份用于室外干燥對(duì)比組。試驗(yàn)測(cè)試時(shí)間為2017年5月7日上午8:30至下午17:00，試驗(yàn)組和對(duì)比組干燥物料的初始質(zhì)量均為240 g。對(duì)比組采用開(kāi)放式太陽(yáng)能干燥方式，試驗(yàn)組和對(duì)比組均在相同的室外環(huán)境下進(jìn)行干燥，對(duì)比組設(shè)計(jì)的目的是為與試驗(yàn)組進(jìn)行物料干燥速率的對(duì)比。

2）試驗(yàn)儀器

太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度采用TBQ-2太陽(yáng)能總輻射表（錦州陽(yáng)光氣象科技有限公司，量程：0～2 000 W/m2；精度：2%）進(jìn)行測(cè)試，室內(nèi)外空氣溫濕度由溫濕度自計(jì)議174H，（德圖儀器國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司，量程：溫度（-20～70℃）、相對(duì)濕度（0%～100%）；精度：相對(duì)濕度（±3%）、溫度（±0.5℃）），紅薯表面溫度采用T型熱電偶（美國(guó)Omega公司，量程：-200～350℃；精度：±0.5℃）進(jìn)行測(cè)試，溫度傳感器采集的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集器ADAM4117（研華科技（中國(guó)）有限公司）進(jìn)行記錄，記錄時(shí)間步長(zhǎng)為10 min，紅薯質(zhì)量測(cè)試儀器為電子天平（上海花潮電器有限公司，量程：0～10 kg；精度：±0.1 g）。

1.3 試驗(yàn)誤差分析

為說(shuō)明試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，本文對(duì)上述所用試驗(yàn)測(cè)試儀器的測(cè)試參數(shù)進(jìn)行不確定度分析，假設(shè)x1，x2，x3,…, xn是n個(gè)相互獨(dú)立的變量，其代表影響試驗(yàn)測(cè)試參數(shù)準(zhǔn)確性的因素，R=f (x1, x2,…, xn)，代表試驗(yàn)測(cè)試參數(shù)準(zhǔn)確性的函數(shù)關(guān)系式。則R的不確定度WR[30]見(jiàn)公式（1）。

利用公式（1）計(jì)算不同測(cè)試參數(shù)的不確定度值，如表1所示。

表1 測(cè)試參數(shù)的不確定度分析Table 1 Uncertainty analysis of testing parameters

利用公式（1）對(duì)本試驗(yàn)測(cè)試的總不確定度進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算其值為5.2%，該試驗(yàn)測(cè)試的不確定度在試驗(yàn)可接受的范圍之內(nèi)[16]。

2 數(shù)學(xué)模型及求解方法

2.1 假設(shè)條件

在保證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和方便求解的前提下，對(duì)直接式太陽(yáng)能干燥箱的模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，作出以下假設(shè)[4]。1）干燥箱的鋁合金、玻璃等材料的比熱容量被忽略；2）干燥箱的各表面由于長(zhǎng)、寬均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其厚度，因此被按照一維熱傳導(dǎo)進(jìn)行處理；

3）各表面的溫度均按照均勻溫度進(jìn)行計(jì)算；4）干燥箱內(nèi)整個(gè)換熱過(guò)程是準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)過(guò)程。

2.2 熱平衡方程

基于上述假設(shè)條件，為準(zhǔn)確建立直接式太陽(yáng)能干燥箱與干燥物料之間熱交換方程，本文基于熱網(wǎng)絡(luò)法建立直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)的熱阻及熱能量流動(dòng)圖，如圖 2所示。

2.2.1 干燥箱的熱平衡方程

干燥箱內(nèi)空氣能量變化主要受進(jìn)出干燥箱空氣的能量損失、干燥箱內(nèi)空氣與物料之間熱交換、通過(guò)干燥箱壁面向室外散失的熱量的影響，因此干燥箱的熱平衡方程如公式（2）所示[4]。

式中 hcr為干燥物料與干燥箱內(nèi)空氣綜合換熱系數(shù)，W/(m2·K)；Tc為干燥物料表面溫度，K；Td為干燥箱內(nèi)空氣溫度，K；Ta為室外空氣溫度，K；Ac為干燥物料表面積，m2；Mf為進(jìn)出干燥箱空氣的質(zhì)量流量，kg/s；Cf為干燥箱內(nèi)空氣比熱容，J/(kg·K)；U為不同方向干燥箱體的傳熱系數(shù)，W/(m2·K)；A為不同方向干燥箱體的面積，m2。

其中不同方位的傳熱系數(shù)和箱體面積可以由公式（3）計(jì)算所得。

式中下標(biāo)S、R、W、E、N、F分別為南向、坡屋頂、西向、東向、北向、底部方位。

式中 hv,go-a為玻璃外表面與室外空氣的對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2·K)；dg為玻璃厚度，m；λg為玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m2·K)；hv,gi-d為玻璃內(nèi)表面與室內(nèi)空氣的對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2·K)。

圖2 直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)熱阻及熱能量流動(dòng)圖Fig.2 Thermal resistance and thermal energy circuit diagram of direct solar drying system

式中 hv,wo-a為非透明干燥箱體與室外空氣的對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2·K)；dw為干燥箱箱體不同組成的厚度，m；λw為干燥箱箱體不同組成的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m2·K)；hv,wi-d為非透明干燥箱體與室內(nèi)空氣的對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2·K)。

式中At為干燥箱透光面積，m2。

式中Ant為干燥箱非透光面積，m2。

由公式（2）得到公式（8）

2.2.2 物料的熱平衡方程

干燥物料的能量變化主要受入射到干燥箱內(nèi)的太陽(yáng)能、干燥物料與干燥箱內(nèi)空氣的熱交換的影響，因此干燥物料的能量平衡方程如公式（9）所示。

式中Mc為干燥物料的質(zhì)量，kg；Cc為干燥物料的比熱容，J/kg·K)；I(i)為太陽(yáng)能逐時(shí)輻射強(qiáng)度，W/m2；αc為干燥物料的太陽(yáng)能吸收率；τg為玻璃的透光率。

將式（8）代入式（9）得到式（10）

2.3 模型參數(shù)的確定

2.3.1 綜合換熱系數(shù)

干燥物料與干燥箱內(nèi)空氣綜合換熱系數(shù)見(jiàn)式（11）。

式中 hv,d-c為干燥物料與干燥箱內(nèi)空氣對(duì)流換熱系數(shù)，W/(m2·K)；hew為干燥物料水分的蒸發(fā)換熱系數(shù)，W/(m2·K)。

干燥物料與干燥箱內(nèi)空氣對(duì)流換熱系數(shù)見(jiàn)式12[4]。

式中vd為干燥箱內(nèi)空氣流速，m/s。

干燥物料水分蒸發(fā)換熱系數(shù)計(jì)算如式（13）所示[31]。

不同溫度下的水蒸氣分壓力計(jì)算如式（14）、式（15）所示。

非透明干燥箱體與室外空氣的對(duì)流換熱系數(shù)為[32]

式中va為干燥箱外空氣流速，m/s。

玻璃與室外空氣的對(duì)流換熱系數(shù)為[4]非透明干燥箱體與室內(nèi)空氣的對(duì)流換熱系數(shù)為[4]

玻璃與室內(nèi)空氣的對(duì)流換熱系數(shù)為[4]

2.3.2 初始值和物性參數(shù)

本文數(shù)學(xué)模型求解所需的初始值和物性參數(shù)[3,33]如表2所示。

表2 模型中初始和物性參數(shù)計(jì)算值Table 2 Initial and physical parameter values in model

2.4 模型求解方法

本模型建立的目的是根據(jù)監(jiān)測(cè)室外氣象參數(shù)、干燥箱內(nèi)空氣溫濕度進(jìn)而預(yù)測(cè)干燥物料表面的溫度。數(shù)學(xué)模型式（10）屬于顯性常微分方程，其中式（11）～（19）為其參數(shù)求解邊界條件，通過(guò)歐拉差分法將式（10）進(jìn)行離散并利用 MATLAB2014a編制模型求解程序。室外氣象參數(shù)、干燥箱內(nèi)空氣溫濕度、紅薯的表面溫度初始值均采用試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

大鼠進(jìn)行腦缺血后瞳孔散大，眼睛由紅變白，缺血前期呼吸加快變淺，缺血后期呼吸減慢變深；再灌注期間瞳孔由散大轉(zhuǎn)為縮小，眼睛由蒼白轉(zhuǎn)為紅潤(rùn)，且呼吸加深加快慢慢轉(zhuǎn)為正常平穩(wěn)呼吸。

2.5 熱性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

1）系統(tǒng)所獲得的熱能量。

式中Qu,th為干燥箱所獲得的能量，J；i為逐時(shí)時(shí)刻。

2）太陽(yáng)能利用效率。

式中 Id(i)為入射到干燥箱內(nèi)太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度，W/m2；η

為干燥箱的太陽(yáng)能利用效率，%。

3 模型驗(yàn)證

為了驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，本文采用決定系數(shù) R2和均方根誤差RMSE作為其判斷的依據(jù)，其計(jì)算公式如式（22）、（23）所示。

式中 Xi為試驗(yàn)值；Yi為模擬值；X為試驗(yàn)平均值；Y為模擬平均值。

直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)中紅薯表面溫度模擬值與試驗(yàn)值變化曲線如圖 3所示，干燥過(guò)程中紅薯的表面溫度變化范圍為，其峰值出現(xiàn)在13:00時(shí)刻。試驗(yàn)值與模擬值之間的決定系數(shù)R2為0.98，均方根誤差為1，說(shuō)明該模型能夠較好的根據(jù)相關(guān)參數(shù)預(yù)測(cè)出紅薯表面溫度，可以有效的防止干燥物料表面過(guò)熱，提高干燥品質(zhì)。

圖3 物料表面溫度模擬值與試驗(yàn)值對(duì)比Fig.3 Comparison curves between simulated and experimental drying materials surface temperature

4 系統(tǒng)性能測(cè)試

試驗(yàn)測(cè)試的室內(nèi)外太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度及干燥物料質(zhì)量逐時(shí)變化曲線如圖4所示。

圖4 太陽(yáng)輻射強(qiáng)度及干燥物料質(zhì)量逐時(shí)變化曲線Fig.4 Curve of hourly variation of solar radiation and drying material mass

在試驗(yàn)測(cè)試期間，室內(nèi)外太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度的變化范圍分別為 398.91～979.9 W/m2、192～864.1 W/m2，室內(nèi)太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度最高值出現(xiàn)在 12:30，比室外晚 1 h，干燥箱的透射比范圍為51.7%～89.6%，其最大透射比值也出現(xiàn)在12:30，主要是因?yàn)楦稍锵渫腹饷嫖挥谄挛蓓敿澳厦娣轿?，太?yáng)光能夠較多的直射進(jìn)干燥箱內(nèi)。從圖 4中可以得出，直接式太陽(yáng)能干燥比開(kāi)放式太陽(yáng)能干燥（對(duì)照組）的平均干燥速率高 7.7 g/h，紅薯干燥的最終質(zhì)量低7 g，說(shuō)明直接式太陽(yáng)能干燥的干燥能力比開(kāi)放式太陽(yáng)能干燥能力高。15:00后直接式太陽(yáng)能干燥速率突然增大的原因是由于干燥箱作為一種類(lèi)似的被動(dòng)式建筑，具有一定的蓄熱能力，對(duì)室外環(huán)境的影響有一定的抗延遲性，導(dǎo)致室內(nèi)干燥物料質(zhì)量下降幅度相對(duì)于室外突然增大。

室內(nèi)外空氣溫濕度逐時(shí)變化曲線如圖 5所示，干燥箱內(nèi)空氣溫度最高值出現(xiàn)在13:00，與圖4中太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度峰值出現(xiàn)時(shí)刻晚半個(gè)小時(shí)，說(shuō)明干燥箱體對(duì)室外環(huán)境變化具有一定的延遲性和抗干擾性。干燥箱內(nèi)空氣溫度范圍在50～70℃的分布時(shí)間段占總干燥時(shí)間的80%，可以說(shuō)明此搭建的直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)能夠?yàn)榇蠖鄶?shù)干燥物料提供較適宜的干燥溫度。

圖5 室內(nèi)外空氣溫濕度逐時(shí)變化曲線Fig.5 Curve of hourly variation of indoor and outdoor temperature and humidity

直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)所獲得的熱能及熱效率逐時(shí)變化曲線如圖 6所示。干燥系統(tǒng)所獲得的總熱能量為3.92 kW·h，其平均太陽(yáng)能熱利用效率為21.23%。

圖6 太陽(yáng)能利用效率及所獲得的熱能變化曲線Fig.6 Curve of solar energy utilization efficiency and thermal energy obtained of drying system

5 討 論

1）在建立物料表面溫度預(yù)測(cè)模型時(shí)，忽略了干燥箱的鋁合金、玻璃等材料的比熱容量，因?yàn)槲锪显诟稍锏倪^(guò)程中主要受室內(nèi)熱空氣及太陽(yáng)能輻射兩方面的影響。本文的目的是預(yù)測(cè)干燥物料表面溫度。因此在建立熱網(wǎng)絡(luò)方程時(shí)，為方便計(jì)算忽略干燥箱各非透光面吸收太陽(yáng)輻射的得熱量。干燥箱體吸收的太陽(yáng)能輻射得熱量最終也是轉(zhuǎn)化為室內(nèi)空氣溫升和散失到室外。而本計(jì)算采用的監(jiān)測(cè)的室內(nèi)空氣逐時(shí)溫度作為已知條件，可以說(shuō)包括部分干燥箱體的太陽(yáng)能輻射得熱量。

2）本文中試驗(yàn)組和對(duì)比組的2條干燥曲線差異較少，但是二者間平均干燥速率相差7.7g/h，造成這種現(xiàn)象的原因可能是試驗(yàn)過(guò)程中采用的干燥紅薯質(zhì)量較少。

3）在對(duì)直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)的應(yīng)用效果進(jìn)行試驗(yàn)分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)是否應(yīng)該增加風(fēng)機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)干燥箱內(nèi)空氣質(zhì)量流量應(yīng)值得深入探討與研究。在眾多前人研究中發(fā)現(xiàn)干燥箱內(nèi)空氣質(zhì)量流量是影響物料干燥速率的重要因素[6]，但通常在間接式或混合式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)應(yīng)用比較多，目的是為提高集熱器集熱效率。本文設(shè)計(jì)的直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)是純依靠被動(dòng)式太陽(yáng)能技術(shù)營(yíng)造物料適宜的干燥環(huán)境，如果加入風(fēng)機(jī)來(lái)控制干燥箱內(nèi)空氣質(zhì)量流量可以在中午室內(nèi)高溫時(shí)短時(shí)間運(yùn)行，目的是將室內(nèi)溫度降低在適宜的物料干燥溫度范圍內(nèi)，但是如果長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)造成直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)的熱利用效率下降，同時(shí)也會(huì)增加該系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行費(fèi)用。因此直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)中是否加入風(fēng)機(jī)可以從全生命周期評(píng)價(jià)方面作進(jìn)一步研究。在本文中不作考慮。

6 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)搭建的直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試及理論分析，得出以下結(jié)論：

1）干燥箱的透射比范圍為51.7%～89.6%，干燥箱內(nèi)空氣溫度最高值出現(xiàn)的時(shí)刻比太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度峰值出現(xiàn)時(shí)刻晚半個(gè)小時(shí)，說(shuō)明干燥箱體對(duì)室外環(huán)境變化具有一定的延遲性和抗干擾性。直接式太陽(yáng)能干燥比開(kāi)放式太陽(yáng)能干燥的平均干燥速率高 7.7 g/h，干燥紅薯最終質(zhì)量低7 g，說(shuō)明直接式太陽(yáng)能干燥的干燥能力比開(kāi)放式太陽(yáng)能干燥強(qiáng)。

2）干燥箱內(nèi)空氣溫度范圍在50～70℃的分布時(shí)間段占總干燥時(shí)間的 80%，可以說(shuō)明此搭建的直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)能夠?yàn)榇蠖鄶?shù)干燥物料提供較適宜的干燥溫度。干燥系統(tǒng)所獲得的總熱能量為3.92 kW·h，其平均太陽(yáng)能熱利用效率為21.23%。

3）通過(guò)對(duì)搭建的直接式太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)建立熱性能動(dòng)態(tài)模型并求解，試驗(yàn)值與模擬值之間的決定系數(shù)R2為0.98，均方根誤差為1，說(shuō)明該模型能夠較好的根據(jù)相關(guān)參數(shù)預(yù)測(cè)出干燥物料表面溫度。同時(shí)也說(shuō)明建立的熱性能動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型具有一定普遍適用性。

[1] Panwar N L, Siva R V, Ranjan K R, et al. Sustainable development with renewable energy resources: A review[J].World Review of Science, Technology and Sustainable Development, 2013, 10(4): 163－184.

[2] Dissa A O, Bathiebo J, Kam S, et al. Modelling and experimental validation of thin layer indirect solar drying of mango slices[J]. Renewable Energy, 2009, 34(4): 1000－1008.

[3] Ali I, Abdelkader L, El H B, et al. Solar convective drying in thin layers and modeling of municipal waste at three temperatures[J]. Applied Thermal Engineering, 2016, 108:41－47.

[4] Tiwari S, Tiwari G N, Al-Helal I M. Performance analysis of photovoltaic-thermal (PVT) mixed mode greenhouse solar dryer[J]. Solar Energy, 2016, 133: 421－428.

[5] Orbegoso E M, Saavedra R, Marcelo D, et al. Numerical characterisation of one-step and three-step solar air heating collectors used for cocoa bean solar drying[J]. Journal of Environmental Management, 2017, 203(1): 1080－1094.

[6] Dissa A O, Bathiebo D J, Desmorieux H, et al. Experimental characterisation and modelling of thin layer direct solar drying of Amelie and Brooks mangoes[J]. Energy, 2011,36(5): 2517－2527.

[7] Kareem M W, Habib Khairul, Sopian K, et al. Multi-pass solar air heating collector system for drying of screw-pine leaf (Pandanus tectorius)[J]. Renewable Energy, 2017, 112:413－424.

[8] Condorí M, Duran G, Echazú R, et al. Semi-industrial drying of vegetables using an array of large solar air collectors[J].Energy for Sustainable Development, 2017, 37: 1－9.

[9] Sharma A, Chen C R, Vu L N. Solar-energy drying systems:A review[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews,2009, 13(6-7): 1185－1210.

[10] Vijayan S, Arjunan T V, Kumar A. Mathematical modeling and performance analysis of thin layer drying of bitter gourd in sensible storage based indirect solar dryer[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2016, 36: 59－67.

[11] Kumar M, Sansaniwal S K, Khatak P. Progress in solar dryers for drying various commodities[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 55: 346－360.

[12] Mekhilef S, Faramarzi S Z, Saidur R, et al. The application of solar technologies for sustainable development of agricultural sector[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2013,18: 583－594.

[13] Pirasteh G, Saidur R, Rahman S M A, et al. A review on development of solar drying applications[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2014, 31: 133－148.

[14] Banout J, Ehl P, Havlik J, et al. Design and performance evaluation of a Double-pass solar drier for drying of red chilli(Capsicum annum L.)[J]. Solar Energy, 2011, 85(3): 506－515.

[15] Dissa A O, Desmorieux H, Bathiebo J, et al. Convective drying characteristics of Amelie mango (Mangifera Indica L.cv. ‘Amelie’) with correction for shrinkage[J]. Journal of Food Engineering, 2008, 88(4): 429－437.

[16] ELkhadraoui A, Kooli S, Hamdi I, et al. Experimental investigation and economic evaluation of a new mixed-mode solar greenhouse dryer for drying of red pepper and grape[J].Renewable Energy, 2015, 77: 1－8.

[17] Fudholi A, Sopian K, Othman M Y, et al. Energy and exergy analyses of solar drying system of red seaweed[J]. Energy and Buildings, 2014, 68: 121－129.

[18] Ahmad N T. Agricultural solar air collector made from low-cost plastic packing film[J]. 2001, 23(3): 663－671.

[19] Dissa A O, Bathiebo D J, Desmorieux H, et al. Experimental characterisation and modelling of thin layer direct solar drying of Amelie and Brooks mangoes[J]. Energy, 2011,36(5): 2517－2527.

[20] Eke A, Arinze E. Natural convection mud type solar dryers for rural farmers[J]. Niger J Technol Dev, 2011, 8(2): 92－106.

[21] 張璧光，伊松林. 我國(guó)太陽(yáng)能干燥現(xiàn)狀及在熱利用中應(yīng)有的地位[J]. 干燥技術(shù)與設(shè)備，2012，10(1)：32－37.Zhang Biguang, Yi Songlin. The present state of the solar drying in china and the status which it should have in thermal application [J]. Drying Technology& Equipment, 2012, 10(1):32－37. (in Chinese with English abstract)

[22] 王云峰，李明，王六玲，等. 太陽(yáng)能干燥裝置性能及三七干燥效果[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(10)：377－383.Wang Yunfeng, Li Ming, Wang Liuling, et al. Performance of solar dryer and drying effect for panax notoginseng[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2010, 26(10): 377－383. (in Chinese with English abstract)

[23] 李汴生，申曉曦，劉偉濤. 太陽(yáng)能干燥設(shè)備的干燥實(shí)驗(yàn)及數(shù)學(xué)建模[J]. 華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，39(4)：115－120.Li Biansheng, Shen Xiaoxi, Liu Weitao. Experimental investigation and mathematical modeling of solar drying equipment[J]. Journal of South China University of Technology (Nature Science Edition), 2011, 39(4): 115－120.(in Chinese with English abstract)

[24] 王偉華，王海，何思魯，等. 南美白對(duì)蝦太陽(yáng)能干燥能耗參數(shù)優(yōu)化及中試[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32(18)：271－278.Wang Weihua, Wang Hai, He Silu, et al. Parameter optimization for energy consumption of solar drying of Penaeus vannamei and pilot scale test[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(18): 271－278. (in Chinese with English abstract)

[25] 尹麗潔，王中慧，陳德珍. 污泥冬季太陽(yáng)能干燥實(shí)驗(yàn)和過(guò)程預(yù)測(cè)[J]. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2013，34(12)：2088－2094.Yin Lijie, Wang Zhonghui, Chen Dezhen. Experiment and prediction of solar drying process of sewage sludge in winter[J]. Journal of solar energy, 2013, 34(12): 2088－2094. (in Chinese with English abstract)

[26] 李菁，蕭夏，蒲曉璐，等. 紫薯熱風(fēng)干燥特性及數(shù)學(xué)模型[J]. 食品科學(xué)，2012，33(15)：90－94.Li Jing, Xiao Xia, Pu Xiaolu, et al. Characteristics and mathematical model of hot-air drying for purple sweet potato[J]. Food Science, 2012, 33(15): 90－94. (in Chinese with English abstract)

[27] 凌德力，李明，羅熙，等. 基于槽式聚光太陽(yáng)能供熱的煙絲干燥特性研究[J]. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2015,36(2)：460－466.Ling Deli, Li Ming, Luo Xi, et al. Study on drying characteristics of cut tobacco based on trough concentrating solar heating[J]. Journal of solar energy, 2015, 36(2): 460－466. (in Chinese with English abstract)

[28] 馬煜，李明，魏生賢，等. 三七薄層干燥特性研究[J]. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2012,33(6)：937－943.Ma Yu, Li Ming, Wei Shengxian, et al. Lamina drying investigation of notoginseng [J]. Journal of solar energy,2012, 33(6): 937－943. (in Chinese with English abstract)

[29] 孟岳成，王君，房升，等. 熟化紅薯熱風(fēng)干燥特性及數(shù)學(xué)模型適用性[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27(7)：387－392.Meng Yuecheng, Wang Jun, Fang Sheng, et al. Drying characteristics and mathematical modeling of hot air drying of cooked sweet potatoes [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2011, 27(7): 387－392. (in Chinese with English abstract)

[30] Fudholi A, Sopian K, Yazdi M H, et al. Performance analysis of solar drying system for red chili[J]. Solar Energy, 2014, 99:47－54.

[31] Putranto A, Chen X, Xiao Z, et al. Mathematical modeling of intermittent and convective drying of rice and coffee using the reaction engineering approach (REA)[J]. Journal of Food Engineering, 2011, 105(4): 638－646.

[32] Reddy K S, Aravindhan S, Mallick T K. Investigation of performance and emission characteristics of a biogas fuelled electric generator integrated with solar concentrated photovoltaic system[J]. Renewable Energy, 2016, 92: 233－243.

[33] Jain D, Tiwari G N. Thermal aspects of open sun drying of various crops[J]. Energy, 2003, 28(1): 37－54.