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烘干室设计与计算方法
传导(烘干室的炉体设计)、对流(热风方式加热)、辐射(红外加热)是热力学三种传递热量的方式。
对流、传导可用下式表示:
Q=U*A*△T
Q——所需的热量;
U——热导率;
A——面积(面积比例);
△T——炉内空气温度与被涂物的温度差(温差比例)
烘干室实际热效率:
被涂物实际带出的热量
N= ────────────×100%
运转时所需的全部热量
对流式热风式烘干室的热效率/%
加热方式 直通式 桥式 加热方式 直通式 桥式 直接加热 10—25 25—40 间接加热 10—20 20—35 设计依据
烘干室的类型。如直通式或桥式、单行程或多行程、地面输送或悬挂输送、连续式或间歇式等。
最大生产率(kg/h)或被涂物数量(台/h)。
被烘干物的最大外形尺寸(mm)、装挂方式和质量(kg),规格型号[长度L(前进方向)宽度W×高度H]。
输送机特性。输送速度(m/min)、移动部分质量(含挂具,kg/h)和运转方式。
被烘干涂膜的类型(如电泳涂膜、水性涂料涂膜、粉末涂膜或有机溶剂型涂膜等)进入烘干室时被涂物所带涂膜的质量(kg/h)和所含溶剂种类及质量(kg/h)。涂膜在烘干过程中有无分解物;分解物量即涂膜的固体分在烘干过程中的失重率(%)。
烘干规范。烘干温度(oC)、烘干时间(min),最好用烘干温度-时间曲线和范围表示。
环境温度,即车间现场温度。
加热方法和热源种类及主要参数。
确保涂膜外观要求措施。
是否要留技改的余地等。
对废气处理的要求。
烘干室实体尺寸计算
⑴通过烘干室的实体长度的计算 通过式烘干室的实体长度按下式计算:
L=l1+l2+l3
Vt-πr(n-1)
l1 = ─────
n
L ----- 通过烘干室的长度,m
l1 ----- 烘干室加热区和保温区的长度,m
v ----- 输送机速度,m/min
t ----- 烘干时间,min
R ----- 输送机的转向轮半径,m,注意被烘干物在拐弯处的通过性
n ----- 行程数,当单行程时n=1,则l1= vt
l2和l3分别为烘干室的进、出口端,直通式一般为l2=l3=1.5-2.5m桥式或“∏”字型烘干室,l2和l3应根据输送机升降段的水平投影来确定。
⑵烘干室实体宽度的计算 烘干室的实体宽度按下式计算:
B=b+(n-1)*2R+2(b1+b2+δ)
式中 b ── 被烘干物的最大宽度,m
b1 ── 被烘干物与循环风管的间距,m
b2 ── 风管的宽度,m
δ ── 烘干室保温壁板的厚度,一般取δ = 0.08~0.15m。
n和R与烘干室实体长度计算式相同。
⑶烘干室实体高度计算 烘干室实体的总高度按下式计算:
H = h +h1 +h2 +h3 +h4 +2δ
式中
h ── 被烘干物的最大高度,m
h1 ── 被烘干物顶部至烘干室顶板间距,m
h2 ── 被烘干物底部至室底板间距,一般h2=0.3~0.4m
h3 ── 底部风管或地面输送机通过高度,如没有则h3=0;
h4 ── 桥式和“∏”字型烘干室离地面的高度,一般h4 =3~3.2m,如果是直通式,则h4 =0;
δ── 底板和顶板保温壁板厚度,一般δ =0.08~0.15m。
⑷烘干室进、出口端门洞尺寸计算
门洞宽度 b0 ( m ) b0 = b + 2b3
门洞高度 h ( m ) h = h + h5 + h6
式中 b ── 被烘干物的宽度,m;
h ── 被烘干物的高度,m;
b3 ── 被烘干物与门洞侧边的间隙,一般b3 =0.1~0.2m;
h5 ── 被烘干物与门洞下侧边的间隙,h5 = 0.1~0.2m;
h6 ── 被烘干物与门洞上侧边的间隙,h6 = 0.8~0.12m。
烘干室的热量计算
需计算升温时间(从启动到达到设定温度的时间)内的热量,和生产运行每小时必要的热量,根据计算结果决定加热器(如燃烧器)的容量和循环风机的容量。
⑴升温时的热量 使烘干室内温度达到设定温度的升温时间在运转上是必要的,升温时的热量计算如下:
烘干室本体加热量Q1 = 铁的比热容 × 与烘干室有关的质量 × (室温);
风管系统加热量 Q2 = 铁的比热容 × 与风管有关的质量 × (室温);
烘干室内输送链加热量Q3 = 铁的比热容 × 输送链质量 × (室温);
烘干室内空气加热量 Q4 = 空气的比热容 × 室内空气质量 × (室温);
排出空气加热量Q5 = 空气的比热容 × 升温时排出空气质量 × (室温)。
升温时所需要总热量QH = Q1 + Q2
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