工业烘干机气流设计优化研究

黄玮

摘 要：随着节能减排等能效理念的日益深入，对工业烘干机系统的应用也提出了更高的要求。该文将通过阐述烘干机的原理和对其效率造成影响因素的分析，选取国内某品牌烘干机进行针对气流方面的优化并进行实测分析验证。

关键词：烘干机 径向进风热风干燥 气流优化

中图分类号：TG315 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（a）-0112-02

烘干机是将洗涤后的织物进行干燥处理的洗涤设备。目前工业洗涤烘干市场上，既有结构简单成熟的传统径向/轴向进风产品，也有功能丰富理念超前的产品，如某国外品牌带有转速、湿度、热循环综合自动控制的产品。虽说其性能细分多样，究其核心竞争力以及客户所关注的重点，仍然是设备的干燥效率，以及对应的能耗成本。所以，各制造商的不变主题仍然是满足高效率下的既可靠又不断简化的结构，达到低成本高效率高竞争力。

1 烘干机的工作原理

工业洗涤烘干机，主要是利用热风干燥技术，利用传质传热原理，以熱空气为干燥介质，用强制对流循环的方式将热风吹入干燥腔内，并将热量传递给织物进行湿热交换，由于热空气的湿度远低于物料的湿度，织物表面上的水分不断汽化扩散并被气流带走；而织物表层水分的汽化，使内部和表层之间产生水分梯度差，由于毛细管作用，物料内部的水分不断以液态的形式向表面扩散，不断从表面汽化扩散被气流带走，织物的含水量也不断地下降，最终达到织物烘干的效果。

2 影响烘干效率的因素

从上述热风干燥布草的原理以及烘干机的工作过程，可以分析得出，影响烘干机干燥效率的因素有：气流的温度、流速、流量，布草与气流的接触面积与时间。该文主要讨论流速与流量方面的影响。

流速与流量受风机及风道影响。风机性能由叶轮的形式、大小、转速，叶轮外罩形式决定。而风道与气流经过路径上的各结构件相关：热交换器的通流面积与阻力系数（两者又影响热交换器对空气加热的温度）、进排风滤网孔径与材料、外缸筒进出风口宽度、滚筒提升筋宽度、滚筒与外缸筒的间隙、滚筒壁板网孔大小。以上结构因素都会影响进入滚筒的气流走向、排风量、风速、风压值等。这些因素也牵涉到热交换，通常是排风小，湿热交换也少，烘干速度慢；排风量大，湿热交换多，烘干速度也就越快，但也存在热量及电能损耗大。

3 烘干机的流速与流量的优化

该实验选取国内某知名品牌50kg烘干机作为样机。为提高性能，在不改动烘干机各电机功率和热源的前提下，针对风轮风罩、外滚筒进出风口、滚筒壁板网孔尺寸布局进行优化改造。对烘干机的风量以及烘干机综合性能进行改造前后对比测试。

改造1：更换原设备风轮，并改造风罩。原设备采用的是上世纪80年代通行的风轮风罩，现选用Punker R63风轮，并新增ED11导风环，风罩重新设计，如图1。

改造2：外滚筒进出风口宽度改造。原设备出风口因受滚筒提升筋宽度影响，有效宽度比较窄。现把风口宽度从200 mm改至550 mm，确保有效通风面积，如图2。

改造3：网孔尺寸和布局改造。滚筒网孔的尺寸和布局会影响到水分附着在滚筒上时的表面张力，进而影响水分随气流流动的阻力，影响烘干效率。该实验参考某国际品牌烘干机的相关参数，改造滚筒网板，如图3。改造后滚筒通孔面积从原本39%提高到48%。

4 对比测试

静压、背压、流量对比如图4所示。

风量测试结果如下图视，改造后设备的静压和背压曲线比改造前平滑，且极限流量从1800 m3/h提高到了大约2300 m3/h，增量500 m3/h，提升比例达27.8%。

烘干性能测试结果如表1。可见经过改造后，平均烘干时间从36.7 min，缩减到了30.5 min，时间缩短了16.9%。由于设备的单位时间能耗不变，改造后的能效提高比值与时间一致，即提高了16.9%。

5 结语

由上述结果可知，延伸该实验的优化概念，研究优化设备气流结构设计，降低过程阻力，可有效提高工业烘干机的能效表现，具有较好的实践价值。

参考文献

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