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旋轉(zhuǎn)管束式干燥設(shè)備與旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)
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旋轉(zhuǎn)管束式干燥設(shè)備與旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)
隨著時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，為了應(yīng)對(duì)各種物料的干燥要求，干燥設(shè)備的種類是越來越多，同樣一款干燥設(shè)備，可能就要推出數(shù)種型號(hào)來滿足市場(chǎng)的需要，但這種龐雜的衍生產(chǎn)品，對(duì)于一些準(zhǔn)備購(gòu)買干燥設(shè)備的人，就有點(diǎn)眼花繚亂了。下面日宏佳爾特粉體設(shè)備公司就為大家講一下旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥設(shè)備和旋轉(zhuǎn)管束式干燥設(shè)備。
結(jié)構(gòu)與工作原理
.1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥設(shè)備和旋轉(zhuǎn)列管式干燥設(shè)備的結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：①轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，此為干燥機(jī)的核心部件，不同種類的干燥機(jī)有不同的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥機(jī)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(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子靠?jī)啥溯S承支撐：一端為固定軸承，另一端可以自由游動(dòng)，協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)子的軸向熱膨脹。轉(zhuǎn)子四周有翻動(dòng)物料的抄板。②傳動(dòng)系統(tǒng)，由主電機(jī)、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(jī)排風(fēng)，同時(shí)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(duì)不同的物料，改變干燥室長(zhǎng)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(jī)抽出。
旋轉(zhuǎn)列管式和旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥機(jī)都具有較高的熱效率。但相對(duì)而言，前者由于物料在光滑管間的軸向運(yùn)動(dòng)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(jī)。一般加熱面積相同時(shí)，后者的整機(jī)傳熱系數(shù)要比前者大60%～70%。但旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，成本也高。
2 設(shè)計(jì)模型
間接式干燥機(jī)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(shí)間內(nèi)干燥機(jī)消耗的熱量）。而Q=KA△t，因此干燥機(jī)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(shí)現(xiàn)，而總傳熱系數(shù)K則由物料特性、干燥機(jī)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(jī)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(jī)的設(shè)計(jì)有兩個(gè)技術(shù)關(guān)鍵：①真實(shí)傳熱系數(shù)的分析計(jì)算；②干燥機(jī)轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度設(shè)計(jì)。
2.1真實(shí)傳熱系數(shù)的計(jì)算
從工作原理看，干燥機(jī)傳熱系數(shù)的計(jì)算可歸結(jié)為管束或平板在攪動(dòng)的顆粒床上的熱傳導(dǎo)。對(duì)攪動(dòng)床的傳熱系數(shù)進(jìn)行分析的資料在國(guó)外較少報(bào)道。文獻(xiàn)3和4給出了大型旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥機(jī)傳熱系數(shù)的計(jì)算方法,即利用Schlunder提出的“顆粒熱傳遞模型”[5]，采用移動(dòng)加熱板的方法來計(jì)算傳熱系數(shù)。該理論認(rèn)為在移動(dòng)加熱面與待干燥的顆粒床間的熱傳遞現(xiàn)象主要受三個(gè)機(jī)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(yùn)動(dòng)引起的熱對(duì)流。將各部分熱阻疊加起來,就可以計(jì)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(jì)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(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可建立如下經(jīng)驗(yàn)公式：
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(shí)間，s。顆粒在干燥機(jī)料床中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律十分復(fù)雜，目前還沒有完全掌握。在簡(jiǎn)化的完全混合情況下，床身內(nèi)無溫度分布，顆粒熱對(duì)流引起的熱阻對(duì)傳熱系數(shù)的影響可以被忽略。
于是瞬時(shí)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(shí)間τ內(nèi)對(duì)瞬時(shí)總傳熱系數(shù)進(jìn)行積分，即可得到平均傳熱系數(shù)： （7）
對(duì)一臺(tái)干燥設(shè)備而言，除具有一個(gè)宏觀統(tǒng)計(jì)上的總體傳熱系數(shù)外，每段干燥區(qū)域還對(duì)應(yīng)有一個(gè)局部傳熱系數(shù)，兩者有聯(lián)系也有區(qū)別。觀察物料的測(cè)試報(bào)告可以發(fā)現(xiàn)，濕度對(duì)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(huì)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(duì)整臺(tái)干燥機(jī)進(jìn)行分區(qū)域計(jì)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(jì)算結(jié)果的比較，發(fā)現(xiàn)用顆粒傳熱模型計(jì)算的間接式干燥機(jī)傳熱系數(shù)更符合實(shí)際工況。
2.2干燥機(jī)轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度設(shè)計(jì)
干燥機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中需進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)的部件因干燥機(jī)類型的差異而有所不同。對(duì)旋轉(zhuǎn)列管式干燥機(jī)來說，其危險(xiǎn)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(jì)算；③管子與管板聯(lián)接處考慮扭轉(zhuǎn)應(yīng)力后的強(qiáng)度保證；④封頭在復(fù)雜載荷作用下的實(shí)際承載水平計(jì)算。由于該設(shè)備為非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，在進(jìn)行強(qiáng)度與剛度分析時(shí)，要首先進(jìn)行合理的、處于安全的力學(xué)模型的簡(jiǎn)化，然后針對(duì)力學(xué)模型進(jìn)行分析計(jì)算。
對(duì)于旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥機(jī)，轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的分析設(shè)計(jì)[6]主要包括兩個(gè)部分：①承受內(nèi)壓的大直徑工作圓盤的強(qiáng)度分析；②承受內(nèi)壓和彎曲扭轉(zhuǎn)載荷的中空軸的強(qiáng)度分析。實(shí)際計(jì)算中要通過簡(jiǎn)化力學(xué)模型，計(jì)算主軸的撓度和較大應(yīng)力。涉及強(qiáng)度設(shè)計(jì)的力學(xué)模型，過于復(fù)雜和專業(yè)化，本文不作具體介紹。
通過上面的介紹，我們對(duì)旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥設(shè)備和旋轉(zhuǎn)管束式干燥設(shè)備也有了初步的了解。兩種設(shè)備都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在選購(gòu)的時(shí)候還是根據(jù)所要加工的物料特性來選擇相適應(yīng)的設(shè)備。有些顧客對(duì)于振動(dòng)流化床要求不是太高，只是平常的干燥要求，或者因?yàn)榻?jīng)濟(jì)問題，只能購(gòu)買二手振動(dòng)流化床。那么購(gòu)買二手振動(dòng)流化床時(shí)需注意哪些呢？小編在此為大家簡(jiǎn)單分析一下�！ �1.需看二手振動(dòng)流化床的設(shè)備是否齊全、損壞。先看整體，再操作一下看電機(jī)、殼體、振動(dòng)器等是否有損，^后看干燥效果是否達(dá)到要求�！ � 該干燥機(jī)有很好的基本功能以外，也有附著物料的功能，對(duì)于這樣的設(shè)備來說，一般經(jīng)常應(yīng)用于于制糖的行業(yè)或者是化肥行業(yè)當(dāng)中，已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)?shù)某墒�，未來的發(fā)展前景將是不可估量。 流化床設(shè)備發(fā)展前景： 目前，我國(guó)流化床干燥機(jī)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率已達(dá)烘箱好多種也運(yùn)用的比較廣泛，按照各自的性能發(fā)揮著該有的作用，在各個(gè)方面為人們做著貢獻(xiàn)，隨著科技的發(fā)展烘箱也越來越被人們所熟知所應(yīng)用，比如精密烘箱，下面就是對(duì)精密烘箱的一個(gè)簡(jiǎn)單介紹予以交流； 現(xiàn)在，干燥設(shè)備企業(yè)經(jīng)常需要選購(gòu)進(jìn)口不銹鋼，那么選購(gòu)時(shí)應(yīng)該需
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