污泥脱水处理后的含水率在80%左右,远高于可资源化利用的含水率范围,因此必须对污泥进行干燥处理。传统的污泥热干燥设备运行能耗大,投资成本高,难以推广,寻求一种节能环保型的污泥干燥方式成为相关领域的重要研究方向。太阳能污泥干燥系统利用可再生能源——太阳能作为热源,能够有效减小污泥干燥设备能耗及运行成本。研究系统中所涉及的流动传热问题是进行太阳能干燥系统设计的重要内容,可为发展高效节能的污泥干燥技术提供理论依据,具有重要的研究价值。本文在科技型中小企业技术创新基金(09C26213200875)的资助下,研发太阳能污泥干燥系统,并从理论分析、数值模拟和实验测量等方面对系统中所涉及的流动传热问题展开研究,主要工作如下:　　 1.对污泥干燥过程中水分蒸发的传热传质规律进行研究。通过建立污泥干燥水分蒸发的数学模型,对影响蒸发的有关因素进行分析,结果表明:提高干燥介质温度,增大气流流速可以有效提高污泥干燥速率。并从理论上研究污泥干燥过程中粘壁现象产生的原因和污泥粘壁量的影响因素,为污泥干燥器设计提供理论指导。　　 2.从理论上分析影响太阳能污泥干燥室内热湿环境的相关因素并进行热工计算。设计和建立太阳能干燥室测试试验台,对室内温湿度进行测量。对比实验数据,验证热工计算中室内平均温度与室内吸收太阳辐射强度计算方法的可行性,为数值模拟计算边界条件的设定提供参考。　　 3.应用Fluent软件对太阳能干燥室中的热湿环境进行模拟,分析了不同通风形式和通风量下太阳能房内的温度场和湿度场。模拟结果表明:两出口排风形式的太阳能污泥干燥室可以形成良好的干燥微环境。当两出口排风风速≥5m/s时,室内干燥区域温度高于室外环境温度,同时相对湿度低于室外环境相对湿度,且增大出流风速,干燥区域内空气扰流强度增强,此工况下有利于干燥室内污泥水分的蒸发。模拟结果为系统中太阳能房设计提供理论依据。　　 4.提出太阳能污泥干化系统设计方案,结合数值模拟和试验结果对该方案进行优化。根据工程热力学相关理论建立太阳能污泥干燥室内热湿输运数学模型,对干燥过程中室内湿度的变化规律进行分析。结果表明:通过设定通风设备工作频率控制室内湿度变化可以使干燥室内保持良好的干燥环境。通过与传统干燥方式能耗的比较,分析了太阳能污泥干燥系统的节能效果。