立式干燥机干燥单元风速场均匀性的研究

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1、立式干燥机干燥单元风速场均匀性的研究摘要：大型立式干燥机干燥室内介质空气的速度均匀性直接影响干燥效果。通过对干燥室内风速场均匀性的研究，为大型立式干燥机的研发提供理论依据。主要通过在进风道内设置匀风板和改变物料表面的平整度测量干燥室内风速值，分析匀风板和料面情况对介质速度均匀性的影响。结果表明，在立式干燥机两侧进风道内设置匀风板，可明显改善介质进入干燥室和穿过干燥物料的介质空气的速度均匀性，与无匀风板的情况比较，设置360mm的短匀风板后,介质进入干燥室A、B风道进风口的速度均匀性的变异系数由73.67%和73.

2、90%降低到22.27%和29.36%,介质在干燥室平面范围内穿过物料的速度均匀性变异系数由40.3%降低到28.7%；料面的平整度对干燥室内的风速场有影响。关键词：立式干燥机；风速场；匀风板中图分类号：S226.6文献标识码：A文章编号：0439-8114(2013)02-0435-05大型立式干燥机干燥室面积大，且采用侧面进风，干燥室内介质空气速度场的均匀性是影响其干燥效果的重要因素之一。国内外对多层带式干燥机［1］、箱式穿流干燥机［2,3］、喷雾干燥机［4,5］等干燥室内的温度场和风速场的均匀性及其对物料的

3、干燥效果的影响进行了诸多研究，发现干燥机干燥室内风速分布不均匀是导致干燥效率低、干燥不均匀的主要原因。因此，对大型立式干燥机干燥室内的风速场，尤其是风速场的均匀性进行研究是非常重要的。研究通过在立式干燥机侧面进风道内设置不同长度的匀风板，并对样机内风速场的均匀性进行了试验研究，目的在于为立式干燥机的风道结构设计提供参考。1立式干燥机的结构与工作过程大型立式干燥机具有占地面积小、控制简单、生产效率高、成本低等特点，有较强的推广价值。整体的立式干燥机采用多层顺逆流结合的干燥方式，干燥机内相间地配置多层进气和排气风道，

4、热气流在设备内实现循环利用，可充分利用热能，减少能量损失。立式干燥机共8层，由1个布料单元、3个干燥单元和1个冷却单元组成，其中每个干燥单元为两层结构（图1）。立式干燥机的基本工作过程：物料由干燥机顶部的布料单元进入干燥机，由布料装置作用均匀摊布在布料层，在物料支承板翻转机构的作用下进入第一个干燥单元的干燥室内；经换热器加热的热空气由风机作用分散进入两侧进风风道，再从进风口进入干燥室，部分气流向上运动干燥每个干燥单元上层的物料，部分气流向下流动干燥下层物料；物料在各干燥单元干燥一定时间后，通过控制卸料翻板装置逐层

5、向下移动，进入下一个干燥单元继续干燥；热空气加热干燥物料并带走汽化水分后，在风机的作用下经出风风道排到沉降室内，将携带的粉粒沉降后再由换热器加热，并在风机的作用下重新进入干燥系统，最终由干燥机顶部的排湿风机排出；物料从干燥室顶部开始逐层干燥直至进入干燥机底部的冷却单元冷却，再由底层排料装置卸出，完成整个干燥过程。2立式干燥机风速场的测量2.1试验装置为了研究干燥机内干燥室的风速场，本研究试制了立式干燥机的一个干燥单元，其基本结构如图2所示。每个干燥单元主要由风机、换热器、风道和干燥室等部分组成。试验干燥单元的干燥

6、室平面尺寸为1080mmX1080mm,每层高度为470mmo两侧面安装的风机型号为CF-2A-1,配套电机功率为1.1kW,换热器用等风阻的栅板代替。干燥机干燥室内的风路图和匀风板布置如图3所示。两侧进风风道均设置长、短匀风板各1块，其中长匀风板长度为720mm,图2中①、②、③的长度分别为360、310、410mmo干燥室内的翻板卸料机构在样机中简化为10个人字形物料支承板，物料支承板采用钢板材料折制而成，每个物料支承板之间叠放时预留有3mm的间隙。2.2试验物料及测量仪器试验物料是湖北六和饲料厂生产的颗粒饲

7、料。经测定，其物理特性参数为容重705kg/m3.长度5〜10mm、平均直径3.2mm,堆放时料层孔隙率0.346。试验采用KAN0MAX公司6004热线式风速仪，测定立式干燥机干燥单元样机进风口风道和干燥室内各测量点的风速。2.3测量方法与试验指标主要进行立式干燥机的风速场试验，研究立式干燥机干燥室内的风速分布情况，因而所有试验均在冷态条件下进行。在每次干燥室内各测量点的风速测量之前，先让干燥单元样机运行10〜15min左右，待干燥机运行稳定、干燥机室内流场达到稳定状态后进行测量。干燥机两侧A、B风道进风口的风

8、速试验测量点分布见图3,图3中黑圆点为测量点，两侧各取10个测量点。干燥室内的测量点分布如图4。以干燥室内一角为坐标轴原点（图3中0点位置），测量点均匀分布在干燥室内物料面的121个点上。试验以风速场的均匀性作为评价指标，采用各测量点的风速变异系数CV来反映。CV二0/vX100%。其中，。为两侧风道全部测量点或干燥室内全部测量点风速的标准差，m/s；v为两侧风道全部测量