基于太阳能加热技术的搅拌设备沥青加热系统研究

发布时间：2020-07-07 04:30

【摘要】：在沥青搅拌设备沥青加热系统中应用太阳能加热技术是一项重大的技术创新,是节能环保的加热技术方面的一项重大突破,其不仅能为企业取得经济效益,而且为工程机械行业乃至整个机械装备行业提供了新的节能环保思路,对于我国建设可持续发展社会有着重要而又深远的意义。在沥青混合料搅拌设备中,传统的沥青加热方式需要耗费大量的化石燃料,而目前全球正处于能源紧缺状态,如何在沥青混合料搅拌设备中减小甚至代替矿物燃料的使用,是我们当前现实而又严峻的任务。本文进行基于太阳能加热技术的搅拌设备沥青加热系统的研究,提出了一种利用太阳能加热沥青的新型加热方式,利用热管式太阳能集热器集热效率高,启动速度快等特点,设计研究一款基于太阳能加热技术的搅拌设备沥青加热系统。本文首先对太阳能热管技术进行了全面详细的理论分析,重点阐述太阳能热管的组成及工作原理,进行了太阳能热管技术原理的分析,建立了太阳能热管传热数学模型,分析了影响其传热效率的主要因素,分析了热管在不同充液率和不同倾角的情况下,其传热性能的变化,进行了太阳能热管的试验研究,通过实验得到Φ18热管在垂直放置下的最佳传热充液率。其次,对基于太阳能加热技术的搅拌设备沥青加热系统进行设计研究,主要从两个方面进行设计:一方面是集热端:对热管式太阳能集热器进行了设计研究,从理论上建立集热器的传热模型,并且对平均日效率以及瞬时集热效率进行了对比实验研究,其试验结果表明热管式太阳能集热器的其瞬时效率曲线与其理论效率曲线走势相一致,日平均集热效率高,是一种高效实用稳定,使用寿命长的集热器。另一方面是换热端:对沥青加热油罐进行设计,对沥青加热油罐内盘管的布置以及换热面积进行了优化设计研究,并且提出在沥青加热油罐内加设罐中罐结构,这样有效地减少了热量损失,提高了传热效率,同时降低了矿物能源的消耗。最后,对试验用的沥青混合料搅拌设备样机进行改造,试制加装了太阳能加热系统的沥青加热油罐,并在湘路科技园以及湘潭养护站对其进行节能环保工程应用试验,实验结果表明,改造后的沥青混合料搅拌设备在晴天节约柴油35%左右,在阴天节约柴油17%左右,加热后沥青质量相对提高20%,CO_2的排放量只有其他传统加热方式35%~48%,有害气体排放也相对减少了48%。
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U415.522;TK519
【图文】：

加热沥青,火道,明火,油罐

图 1.1 明火火道加热沥青油罐图 1.2 导热油沥青加热油罐（1）明火加热在以往几十年里是用的最多的，最普遍的沥青加热方法，其主要可以分为两种方式：○1 内部直接加热；○2 外部直接加热。现在应用最多的是内部直热式这种方式虽然普遍，但是局部温度过高，沥青和加热器的巨大温差，再加上沥青流动性差，严重影响了沥青的延伸度和粘结性[5,6]。（2）水加热，简单的说来就是先加热水，然后通过水或蒸汽对沥青进行加热，其加热方式可以细分为两种：○1 中压水加热；○2 蒸汽加热。水加热的优点主要有：加热沥青质量好；投资成本低，设备要求低；生产安全。（3）燃油加热是指加热所用的燃料采用沥青及煤焦油，柴油，原油，渣油等，其加热特点是加热速度快，燃烧充分，但其加热成本高，对环境污染严重，同时在加热过程中应注意防止沥青老化以及注意生产安全。（4）红外辐射加热是根据沥青黑度大，吸收光辐射能力强的特性而进行加热的方式，这种方式特点是加热质量比较均匀，质量好，加热速度快，但是对电能消耗大

沥青加热,导热油,油罐

示意图,示意图,工质,冷源

第二章太阳能热管加热技术理论及实验研究源处由蒸发端吸收热量，热量通过管壁传递给内部工质，其液气体，然后运动到另一端（冷凝端），在此得到冷源的吸热，态，然后再在重力或者吸液芯的作用下流回蒸发端，这就算是这样往复，热量不断的通过这样的形式从热源传递到冷源。如内部主要有四个工作环节：1、内部工质的相变；2、气化后的4、工质回流[11]。这四个工作环节构成了热管的传热循环。

【相似文献】