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干燥設(shè)備的設(shè)計和選型
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干燥設(shè)備的設(shè)計和選型
摘要：推廣使用具有節(jié)能環(huán)保特性的間接式干燥設(shè)備是目前干燥技術(shù)發(fā)展的一個重要趨勢。著重就旋轉(zhuǎn)圓盤和旋轉(zhuǎn)列管式這兩種間接加熱干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點及工作原理作了介紹，并根據(jù)顆粒熱傳遞模型給出實際傳熱系數(shù)計算公式。同時對旋轉(zhuǎn)圓盤和旋轉(zhuǎn)列管式干燥機承壓轉(zhuǎn)子的危險部位和校核內(nèi)容進(jìn)行了歸納。
干燥設(shè)備設(shè)計選型與應(yīng)用實用手冊
北方工業(yè)出版社
2006年 4冊
一篇 總論
一章 干燥技術(shù)概述
第二章 干燥過程基礎(chǔ)
第二篇 廂式和帶式干燥器設(shè)計
一章 水平氣流式廂式干燥器設(shè)計
第二章 穿流氣流式廂式干燥器設(shè)計
第三章 真空廂式干燥器設(shè)計
第四章 洞道式干燥器設(shè)計
第五章 水平氣流帶式干燥器設(shè)計
第六章 穿流氣流帶式干燥器設(shè)計
第七章 穿流氣流干燥的計算
第三篇 流化床干燥器設(shè)計
一章 概述
第二章 流化床干燥器主要技術(shù)參數(shù)的確定
第三章 流化床干燥器的分類和型式
第四章 流化床干燥器的設(shè)計計算
第五章 流化床干燥器的使用實例
第四篇 氣流干燥器設(shè)計
一章 基本原理
第二章 氣流干燥器設(shè)計
第三章 氣流干燥裝置的型式
第四章 氣流干燥器設(shè)計實例
第五篇 噴霧干燥器設(shè)計
一章 概述
第二章 噴霧干燥器的型式
第三章 噴霧干燥器的設(shè)計原則
第四章 霧化器
第五章 噴霧干燥器的組成及設(shè)計
第六章 噴霧冷卻干燥器
第七章 噴霧干燥器設(shè)計應(yīng)用實例
第六篇 其他干燥器設(shè)計
一章 滾筒干燥器設(shè)計
第二章 回轉(zhuǎn)圓筒干燥器設(shè)計
第三章 紅外線和遠(yuǎn)紅外線干燥器設(shè)計
第四章 高頻和微波干燥器設(shè)計
第五章 其他干燥器設(shè)計
第七篇 組合干燥器和干燥器輔助設(shè)備設(shè)計
一章 組合干燥器設(shè)計
第二章 干燥器輔助設(shè)備設(shè)計
第八篇 干燥設(shè)備選型
一章 干燥設(shè)備選型基礎(chǔ)
第二章 干燥設(shè)備選型
第三章 干燥配套設(shè)備選型
第九篇 干燥設(shè)備應(yīng)用
一章 流化床干燥器應(yīng)用
第二章 噴霧干燥器應(yīng)用
第三章 氣流及旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器應(yīng)用
第四章 轉(zhuǎn)筒及帶式干燥器應(yīng)用
第五章 廂式干燥器應(yīng)用
第六章 轉(zhuǎn)鼓干燥器應(yīng)用
第七章 真空冷凍干燥器應(yīng)有
第八章 紅外干燥器應(yīng)用
第九章 高頻及微波干燥器應(yīng)用
第十章 塔式干燥器應(yīng)用
第十一章 涂膜干燥設(shè)備應(yīng)用
第十二章 熱導(dǎo)式攪拌干燥器應(yīng)用
第十三章 熱風(fēng)爐應(yīng)用
第十四章 除塵器應(yīng)用
第十五章 清選篩分機械應(yīng)用
第十六章 糧食干燥
第十七章 紙線干燥
第十八章 木材干燥
第十九章 茶葉干燥
第二十章 中藥飲片干燥
第十篇 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
干燥設(shè)備是化工、輕工、食品及農(nóng)產(chǎn)品加工等行業(yè)中較為常見和能耗較高的一類單元設(shè)備，按熱量傳遞方式可分為直接傳熱式和間接傳熱式兩種[1][2]。其中直接傳熱式干燥設(shè)備，物料和干燥介質(zhì)直接接觸，通過對流方式傳熱，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉等優(yōu)點，但熱效率低，能耗高，同時對環(huán)境造成的污染也大。間接傳熱式設(shè)備由于其優(yōu)異的節(jié)能環(huán)保特性，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用日益廣泛。本文介紹近年來開發(fā)成功并在多個行業(yè)投入運行的兩種連續(xù)式間接加熱干燥設(shè)備：旋轉(zhuǎn)圓盤式和旋轉(zhuǎn)列管式干燥機。
1結(jié)構(gòu)與工作原理
1.1 結(jié)構(gòu)簡介
旋轉(zhuǎn)圓盤式和旋轉(zhuǎn)列管式干燥機的結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：①轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，此為干燥機的核心部件，不同種類的干燥機有不同的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥機的轉(zhuǎn)子由中空軸和焊接在軸上的數(shù)十只圓盤組成；旋轉(zhuǎn)列管式干燥機的轉(zhuǎn)子由兩端中空軸、封頭及數(shù)百根以一定方式排列的管子共同構(gòu)成。它們的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子靠兩端軸承支撐：一端為固定軸承，另一端可以自由游動，協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)子的軸向熱膨脹。轉(zhuǎn)子四周有翻動物料的抄板。②傳動系統(tǒng)，由主電機、減速裝置組成。③管路系統(tǒng)，由進(jìn)汽管、排水管、調(diào)節(jié)閥門、金屬軟管和旋轉(zhuǎn)接頭等組成。④排風(fēng)除塵系統(tǒng)，一般借助引風(fēng)機排風(fēng)，同時回收粉塵。
1.2 工作原理
在密閉干燥室內(nèi)，由管束或圓盤組成的轉(zhuǎn)子緩慢旋轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)子的入口和出口中空軸導(dǎo)入導(dǎo)出熱介質(zhì)。熱介質(zhì)通過金屬壁將熱量傳導(dǎo)給濕物料，物料吸熱增加蒸發(fā)濕分。轉(zhuǎn)子周緣安有特殊的抄板，一方面不斷將物料翻起使之與金屬換熱表面接觸，另一方面抄板有一定的軸向傾角，將物料從入口端推向出口端。對不同的物料，改變干燥室長度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及抄板軸向傾角，使物料從入口到出口剛好完成干燥過程。蒸發(fā)的濕分則由頂部風(fēng)機抽出。
旋轉(zhuǎn)列管式和旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥機都具有較高的熱效率。但相對而言，前者由于物料在光滑管間的軸向運動無任何約束，物料與加熱管的整體接觸率要小于旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥機。一般加熱面積相同時，后者的整機傳熱系數(shù)要比前者大60%～70%。但旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，成本也高。
2 設(shè)計模型
間接式干燥機的規(guī)格大小是通過換熱面積度量的。根據(jù)物料衡算，可以確定干燥過程的熱消耗量Q（即單位時間內(nèi)干燥機消耗的熱量）。而Q=KA△t，因此干燥機換熱面積的大小取決于總傳熱系數(shù)K和溫差△t。其中溫差△t可以調(diào)節(jié)蒸汽或熱載流體入口溫度來實現(xiàn)，而總傳熱系數(shù)K則由物料特性、干燥機內(nèi)物料的混合攪拌水平及有效接觸率等決定。另外該類干燥機的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)受熱介質(zhì)內(nèi)壓作用，為承壓部件。因此間接式干燥機的設(shè)計有兩個技術(shù)關(guān)鍵：①真實傳熱系數(shù)的分析計算；②干燥機轉(zhuǎn)子的強度設(shè)計。
2.1真實傳熱系數(shù)的計算
從工作原理看，干燥機傳熱系數(shù)的計算可歸結(jié)為管束或平板在攪動的顆粒床上的熱傳導(dǎo)。對攪動床的傳熱系數(shù)進(jìn)行分析的資料在國外較少報道。文獻(xiàn)3和4給出了大型旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥機傳熱系數(shù)的計算方法,即利用Schlunder提出的“顆粒熱傳遞模型”[5]，采用移動加熱板的方法來計算傳熱系數(shù)。該理論認(rèn)為在移動加熱面與待干燥的顆粒床間的熱傳遞現(xiàn)象主要受三個機制控制，即熱阻主要由以下三部分組成：①加熱壁與顆粒間的熱傳遞；②填料床內(nèi)的熱傳導(dǎo)；③基體中由于顆粒運動引起的熱對流。將各部分熱阻疊加起來,就可以計算出總的傳熱系數(shù)。
在完全混合條件下，顆粒熱傳遞模型主要計算過程如下：
加熱壁與顆粒間的傳熱系數(shù)hs可由下列方程確定，即
其中hs為加熱面與顆粒間的較大傳熱系數(shù)，W.（m2 .K）-1；hp為加熱面與一層顆粒間的較大傳熱系數(shù)，W.（m2 .K）-1；h2p為加熱面與第二層顆粒間的較大傳熱系數(shù)，W.（m2 .K）-1；ψ為表面覆蓋系數(shù)；hg為空隙空氣傳熱系數(shù)，W.（m2 .K）-1；dp為顆粒直徑，mm；cg為間隙空氣的比熱容，J.(kg .K)-1；R為空氣常數(shù)；M為空氣分子量；T為干燥室內(nèi)空氣溫度，K；p為干燥室內(nèi)壓力，Pa；γ是考慮空氣的影響而引入的調(diào)節(jié)系數(shù)，在實驗的基礎(chǔ)上，可建立如下經(jīng)驗公式：
�。�4）
�。�5）
其中，hc為顆粒床的傳熱系數(shù)，W.（m2 .K）-1；λe為顆粒的有效熱導(dǎo)率，W.(m.K)-1；cpm為顆粒的比熱容，J.(kg.K)-1；ρb為顆粒的密度，kg.m-3；t為接觸時間，s。顆粒在干燥機料床中的運動規(guī)律十分復(fù)雜，目前還沒有完全掌握。在簡化的完全混合情況下，床身內(nèi)無溫度分布，顆粒熱對流引起的熱阻對傳熱系數(shù)的影響可以被忽略。
于是瞬時總傳熱系數(shù)就可根據(jù)下式得出：
（6）
然后在顆粒-傳熱面接觸時間τ內(nèi)對瞬時總傳熱系數(shù)進(jìn)行積分，即可得到平均傳熱系數(shù)：
�。�7）
對一臺干燥機而言，除具有一個宏觀統(tǒng)計上的總體傳熱系數(shù)外，每段干燥區(qū)域還對應(yīng)有一個局部傳熱系數(shù)，兩者有聯(lián)系也有區(qū)別。觀察物料的測試報告可以發(fā)現(xiàn)，濕度對物料物理性質(zhì)影響很大。一般濕度越大，密度就越大，導(dǎo)熱系數(shù)也會迅速增大。因此顆粒傳熱模型的復(fù)雜性還在于分段性，必須根據(jù)不同物料的干燥特性曲線，對整臺干燥機進(jìn)行分區(qū)域計算傳熱系數(shù)，然后再依各段所占的加熱面比例，得出總傳熱系數(shù)。通過與其他干燥模型計算結(jié)果的比較，發(fā)現(xiàn)用顆粒傳熱模型計算的間接式干燥機傳熱系數(shù)更符合實際工況。用該模型設(shè)計的JPG150、JPG300、JPG500圓盤式干燥機及RTD150、RTD180、RTD250列管式干燥機，實際運行中均達(dá)到了原設(shè)計的傳熱系數(shù)要求，運行情況良好。
2.2干燥機轉(zhuǎn)子的強度設(shè)計
干燥機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中需進(jìn)行強度設(shè)計的部件因干燥機類型的差異而有所不同。對旋轉(zhuǎn)列管式干燥機來說，其危險部位及校核內(nèi)容主要為：①位于軸承支撐處的主軸應(yīng)力；②轉(zhuǎn)子的剛度分析及較大撓度計算；③管子與管板聯(lián)接處考慮扭轉(zhuǎn)應(yīng)力后的強度保證；④封頭在復(fù)雜載荷作用下的實際承載水平計算。由于該設(shè)備為非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，在進(jìn)行強度與剛度分析時，要首先進(jìn)行合理的、處于安全的力學(xué)模型的簡化，然后針對力學(xué)模型進(jìn)行分析計算。
對于旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥機，轉(zhuǎn)子強度的分析設(shè)計[6]主要包括兩個部分：①承受內(nèi)壓的大直徑工作圓盤的強度分析；②承受內(nèi)壓和彎曲扭轉(zhuǎn)載荷的中空軸的強度分析。實際計算中要通過簡化力學(xué)模型，計算主軸的撓度和較大應(yīng)力。涉及強度設(shè)計的力學(xué)模型，過于復(fù)雜和專業(yè)化，本文不作具體介紹。
3結(jié) 論
推廣使用具有節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢的間接式干燥設(shè)備是目前干燥技術(shù)發(fā)展的一個重要趨勢。文中概述了旋轉(zhuǎn)圓盤式和旋轉(zhuǎn)列管式干燥機的結(jié)構(gòu)特點與工作原理，并根據(jù)移動加熱板條件下的“顆粒熱傳遞模型”，建立了適用于間接式干燥機傳熱系數(shù)計算的數(shù)學(xué)模型，該模型的計算結(jié)果與干燥機的實際運行吻合較好；同時從彈性力學(xué)的角度對旋轉(zhuǎn)圓盤和旋轉(zhuǎn)列管式干燥機承壓轉(zhuǎn)子的危險部位和校核內(nèi)容進(jìn)行了歸納。
由于干燥機內(nèi)的熱量傳遞過程相當(dāng)復(fù)雜，要進(jìn)行更為精確的傳熱系數(shù)計算，必須針對實際工業(yè)干燥過程進(jìn)行更多的實驗工作和理論分析以完善數(shù)學(xué)模型；同時將CFD和CAD技術(shù)應(yīng)用于干燥機的設(shè)計過程，對優(yōu)化提高干燥裝備的整體水平大有裨益。我們該如何安裝沸騰干燥機呢？該干燥機廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工原料、食品、糧食加工、飼料等行業(yè)。下面，小編就為大家?guī)矸序v干燥機的安裝說明�！ “惭b說明 1.所有設(shè)備應(yīng)放平，用腳螺釘固定，各部件密封良好�！ �2.風(fēng)扇可放置在室外或室內(nèi)的自消音器中，布局可以根據(jù)情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整�！ ￡P(guān)于沸騰干燥機的安裝 塑料粉碎機（plastic mill）指粉碎各種塑性塑料和橡膠如塑料異型材、管、棒、絲線、薄膜、廢舊橡膠制品。粒料可直接供擠出，作為生產(chǎn)原料。此類機械采用合金鋼刀片，壽命長；同時，該械采用分離設(shè)計，易于檢修和清洗，并有雙層結(jié)構(gòu)，裝有隔音材料，噪音很低，刀軸座經(jīng)過隨著人們對干燥要求的不斷提高，傳統(tǒng)的常州振動流化床干燥機已經(jīng)無法滿足干燥需求。振動流化床技術(shù)必須改進(jìn)。zlg振動流化床干燥機被設(shè)計成干燥和/或冷卻的各種產(chǎn)品在寬范圍的進(jìn)料速率。像傳統(tǒng)的流體床干燥器，通過經(jīng)由多孔板或其他類型的流化介質(zhì)的通過床的固體直接傳遞過程氣體zlg振動流化床干燥機的功能。振動的添閃蒸干燥是多樣化的單元，該單元的設(shè)計旨在滿足絲網(wǎng)印刷行業(yè)的幾乎所有方面。它不僅可以快速固化水基，溶劑基或排出墨水，而且可以在幾秒鐘內(nèi)干燥所有溶劑基油墨，這使您可以對ABS，乙烯基，鋁進(jìn)行多色工作�！ ￠W蒸干燥機標(biāo)配3區(qū)加熱選擇，配有6個強大的電子速度控制風(fēng)扇，電子計時器和固態(tài)電子元件。重要的是，它可 這種干燥機在使用中，由于潤滑不足會造成這個軸在工作時發(fā)生嚴(yán)重的摩擦，然后就會導(dǎo)致發(fā)熱損壞，影響到正常的生產(chǎn)，所以我們需要知道怎么去解決，才能更好的避免故障的出現(xiàn)。 流化床設(shè)備軸承發(fā)熱： 1、這種流化床干燥機的2個軸承座高低不平，或電
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