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熱風黏結機是生產(chǎn)熱風非織造材料的關鍵設備之一。其工作原理是利用加熱的空氣以一定的速度垂直吹向并穿透纖網(wǎng)，使纖網(wǎng)中的纖維迅速受熱，部分低熔點纖維軟化熔融，纖維間產(chǎn)生黏結，從而實現(xiàn)纖網(wǎng)加固的。熱黏結過程對烘房內的如熱風溫度、熱風速度、熱風均勻性等參數(shù)有較高的要求。當熱風溫度控制不良、熱風作用不均勻時，會造成黏結不均勻，布面有色差，產(chǎn)品牢度不夠、手感不一致等問題。因此，如何確保烘房內各處熱風溫度及熱風速度均勻，是熱風黏結機技術的關鍵所在。

本文提出了風道噴風口均勻送風的條件，對ZW2784系列和ZW2785系列熱風黏結機的噴風均勻性進行了分析。

1 噴風口均勻送風的條件

熱風黏結機通過風道將熱風送到各出風口即噴風口，再由噴風口將熱風垂直吹向纖維網(wǎng)。風道噴風口各點氣體靜壓力相等是噴風口均勻送風的必要條件。設計時，可通過改變風道截面，以及利用靜壓箱控制風道尺寸及阻力系數(shù)等方法，確保噴風口各點氣體靜壓力相等。為此，噴風口面積與進風口面積的比值i一般取≤0.35。

但實際設計過程常常會受到安裝尺寸的限制，特別是在風道比較長、噴風口數(shù)量比較多的情況下，要滿足i≤0.35就需要增大風道進風口面積，但進風口面積增加會使得烘房的體積增大。因此，設計時應綜合考慮各方面因素，優(yōu)化風道結構及尺寸。

2 熱風黏結機常用噴風口形式

目前，熱風黏結機常用的噴風口形式有圓孔形及狹縫形兩種。圓孔形噴風口具有熱風沖擊力小(柔和)、受熱均勻等特點，適用于面密度較小的薄型熱風非織造材料的加工。狹縫形噴風口具有熱風穿透力強、烘燥效率高、熱風循環(huán)快等特點，適用于面密度較大的熱風非織造材料加工。

其中，狹縫形噴風口排列方式分為橫向和縱向兩種，圖1(a)所示為縱向排列，各狹縫形噴風口沿烘房縱向排列(即平行于纖網(wǎng)運行方向)；圖1(b)所示為橫向排列，即各狹縫形噴風口沿烘房橫向排列(即垂直于纖網(wǎng)運行方向)。

(a) 縱向排列 (b) 橫向排列

3 不同截面風道的噴風均勻性分析

3.1 等截面風道

等截面風道是指熱風黏結機烘房內的風道在水平方向各處截面相等，故也稱為水平等截面風道(圖2)。等截面風道中氣體的流動主要受氣流所具有的靜壓力和速度矢量控制。速度矢量在垂直風道壁方向沒有分量，而靜壓力對垂直風道壁有作用力。當?shù)冉孛骘L道內靜壓力大于風道外空氣壓力時，氣體會從噴風口垂直噴出并作用于水平運動的纖網(wǎng)上。因此，為達到均勻噴風的目的，風道內各噴風口處的靜壓力應相等。

v1、v2、v3、…、vn——各噴風口出風速度

計算得到的i≤0.35，說明此設計滿足噴風口均勻送風的條件，能夠保證各噴風口出風速度一致，實現(xiàn)理想的均勻送風。

圓孔形噴風口噴出的熱風直接作用于纖網(wǎng)時，易造成纖網(wǎng)受熱不均勻。因此為保證垂直吹向纖網(wǎng)表層的熱風各處均勻，特在噴風口下方加裝勻風板。勻風板采用平板沖孔的結構設計(圖3)。工作時，熱風通過勻風板上均勻分布的小孔，并在勻風板兩側空氣負壓的作用下，均勻、柔和地作用于纖網(wǎng)上。

圖3 勻風板沖孔結構示意

3.2 變截面風道

變截面風道的截面沿烘房水平方向逐漸減小(即風道高度在減小)，這種設計多用在熱風烘燥工藝路線較長的烘房結構中，其具體截面與風道頂部斜面傾斜度及導流板形式有關。在變截面風道中，高速運動的熱空氣沿風道水平進入烘房內部，在烘房頂部與周圍空氣充分混合，并在受到頂部斜面阻力后，原來水平運動的方向發(fā)生改變，產(chǎn)生了垂直向下的分量。接著，熱空氣在垂直向下分量和負壓的共同作用下，向下通過狹縫，充分、均勻地吹到纖網(wǎng)上，使纖網(wǎng)受熱均勻。

3.2.1 變截面風道頂部

變截面風道通過改變風道頂部高度來保證風道內各處靜壓力相等，即保證近端(距進風口最近處)和遠端(距進風口最遠處)的噴風口處靜壓力相等。圖4為變截面風道示意圖。

v1、v2、v3、…、vn——各噴風口出風速度

計算得到的i≤0.35，說明此設計滿足噴風口均勻送風的條件，各噴風口出風速度一致。

此外，與圓孔形噴風口相比，狹縫形噴風口可根據(jù)用戶及產(chǎn)品的需求加以調節(jié)，故在實際生產(chǎn)中狹縫形噴風口具有更多的靈活性。

3.2.2 變截面風道弧形導流板

采用弧形導流板的優(yōu)化設計可進一步保證變截面風道送風均勻。變截面弧形導流板的結構如圖5所示：加熱后的空氣沿水平方向進入風道，受到弧形導流板的阻力作用后，運動方向改變，熱空氣向下通過狹縫均勻作用于纖網(wǎng)上。該結構能夠提高熱風效率，減少熱量損失。

圖5 變截面風道弧形導流板結構示意

4 結語

(1)ZW2784系列熱風黏結機為等截面風道，采用圓孔形噴風口，計算得到i≈0.21，滿足噴風口均勻送風條件。實際應用中，為使送風更均勻、柔和，可在噴風口下方安裝沖孔勻風板。

(2)ZW2785系列熱風黏結機為變截面風道，采用縱向排列的狹縫形噴風口，計算得到i≈0.19，滿足噴風口均勻送風條件。在變截面風道優(yōu)化設計中，采用弧形導流板，可使狹縫形噴風口噴出的熱風更均勻，同時還能有效減少熱量損失。

(3) 對比兩種噴風口，狹縫形噴風口因其縫隙可根據(jù)用戶及產(chǎn)品需求加以調節(jié)，故在實際生產(chǎn)中具有更多的靈活性，但是生產(chǎn)面密度較小的薄型熱風非織造材料需慎重選用。