黃瑋

摘 要：隨著節(jié)能減排等能效理念的日益深入，對工業(yè)烘干機系統(tǒng)的應(yīng)用也提出了更高的要求。該文將通過闡述烘干機的原理和對其效率造成影響因素的分析，選取國內(nèi)某品牌烘干機進行針對氣流方面的優(yōu)化并進行實測分析驗證。

關(guān)鍵詞：烘干機 徑向進風熱風干燥 氣流優(yōu)化

中圖分類號：TG315 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（a）-0112-02

烘干機是將洗滌后的織物進行干燥處理的洗滌設(shè)備。目前工業(yè)洗滌烘干市場上，既有結(jié)構(gòu)簡單成熟的傳統(tǒng)徑向/軸向進風產(chǎn)品，也有功能豐富理念超前的產(chǎn)品，如某國外品牌帶有轉(zhuǎn)速、濕度、熱循環(huán)綜合自動控制的產(chǎn)品。雖說其性能細分多樣，究其核心競爭力以及客戶所關(guān)注的重點，仍然是設(shè)備的干燥效率，以及對應(yīng)的能耗成本。所以，各制造商的不變主題仍然是滿足高效率下的既可靠又不斷簡化的結(jié)構(gòu)，達到低成本高效率高競爭力。

1 烘干機的工作原理

工業(yè)洗滌烘干機，主要是利用熱風干燥技術(shù)，利用傳質(zhì)傳熱原理，以熱空氣為干燥介質(zhì)，用強制對流循環(huán)的方式將熱風吹入干燥腔內(nèi)，并將熱量傳遞給織物進行濕熱交換，由于熱空氣的濕度遠低于物料的濕度，織物表面上的水分不斷汽化擴散并被氣流帶走；而織物表層水分的汽化，使內(nèi)部和表層之間產(chǎn)生水分梯度差，由于毛細管作用，物料內(nèi)部的水分不斷以液態(tài)的形式向表面擴散，不斷從表面汽化擴散被氣流帶走，織物的含水量也不斷地下降，最終達到織物烘干的效果。

2 影響烘干效率的因素

從上述熱風干燥布草的原理以及烘干機的工作過程，可以分析得出，影響烘干機干燥效率的因素有：氣流的溫度、流速、流量，布草與氣流的接觸面積與時間。該文主要討論流速與流量方面的影響。

流速與流量受風機及風道影響。風機性能由葉輪的形式、大小、轉(zhuǎn)速，葉輪外罩形式?jīng)Q定。而風道與氣流經(jīng)過路徑上的各結(jié)構(gòu)件相關(guān)：熱交換器的通流面積與阻力系數(shù)（兩者又影響熱交換器對空氣加熱的溫度）、進排風濾網(wǎng)孔徑與材料、外缸筒進出風口寬度、滾筒提升筋寬度、滾筒與外缸筒的間隙、滾筒壁板網(wǎng)孔大小。以上結(jié)構(gòu)因素都會影響進入滾筒的氣流走向、排風量、風速、風壓值等。這些因素也牽涉到熱交換，通常是排風小，濕熱交換也少，烘干速度慢；排風量大，濕熱交換多，烘干速度也就越快，但也存在熱量及電能損耗大。

3 烘干機的流速與流量的優(yōu)化

該實驗選取國內(nèi)某知名品牌50kg烘干機作為樣機。為提高性能，在不改動烘干機各電機功率和熱源的前提下，針對風輪風罩、外滾筒進出風口、滾筒壁板網(wǎng)孔尺寸布局進行優(yōu)化改造。對烘干機的風量以及烘干機綜合性能進行改造前后對比測試。

改造1：更換原設(shè)備風輪，并改造風罩。原設(shè)備采用的是上世紀80年代通行的風輪風罩，現(xiàn)選用Punker R63風輪，并新增ED11導風環(huán)，風罩重新設(shè)計，如圖1。

改造2：外滾筒進出風口寬度改造。原設(shè)備出風口因受滾筒提升筋寬度影響，有效寬度比較窄?，F(xiàn)把風口寬度從200 mm改至550 mm，確保有效通風面積，如圖2。

改造3：網(wǎng)孔尺寸和布局改造。滾筒網(wǎng)孔的尺寸和布局會影響到水分附著在滾筒上時的表面張力，進而影響水分隨氣流流動的阻力，影響烘干效率。該實驗參考某國際品牌烘干機的相關(guān)參數(shù)，改造滾筒網(wǎng)板，如圖3。改造后滾筒通孔面積從原本39%提高到48%。

4 對比測試

靜壓、背壓、流量對比如圖4所示。

風量測試結(jié)果如下圖視，改造后設(shè)備的靜壓和背壓曲線比改造前平滑，且極限流量從1800 m3/h提高到了大約2300 m3/h，增量500 m3/h，提升比例達27.8%。

烘干性能測試結(jié)果如表1?？梢娊?jīng)過改造后，平均烘干時間從36.7 min，縮減到了30.5 min，時間縮短了16.9%。由于設(shè)備的單位時間能耗不變，改造后的能效提高比值與時間一致，即提高了16.9%。

5 結(jié)語

由上述結(jié)果可知，延伸該實驗的優(yōu)化概念，研究優(yōu)化設(shè)備氣流結(jié)構(gòu)設(shè)計，降低過程阻力，可有效提高工業(yè)烘干機的能效表現(xiàn)，具有較好的實踐價值。

參考文獻

[1] 潘永康，王喜鐘，劉相東.現(xiàn)代干燥技術(shù)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007.

[2] 于蒙杰，張學軍，牟國良.我國熱風干燥技術(shù)的應(yīng)用研究進展[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2013（8）：14-16.

[3] 余建祖.換熱器原理與設(shè)計[M].北京：北京航空航天大學出版社，2006.

[4] ISO 9398-2，Specifications for industrial laundry machines—Definitions and testing of capacity and consumption characteristics—Part 2：Batch drying tumblers[S].Switzerland：ISO copyright office，2003.

[5] QB/T 2330，服裝機械 工業(yè)烘干機[S].

[6] GB 25115.4，工業(yè)洗滌機械的安全要求 第4部分：烘干機[S].

[7] 廖明.工業(yè)烘干機的性能評價[J].中外洗衣，2013（2）.endprint