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木材烘干設(shè)備工作原理介紹
干燥過程需要消耗大量的熱能,為了節(jié)省能量,某些濕含量高的物料、含有固體物質(zhì)的懸浮液或溶液一半先經(jīng)過機(jī)械脫水或加熱蒸發(fā),再在干燥器內(nèi)干燥,以得到干的固體。
在干燥過程中需要同時完成熱量和質(zhì)量(濕份)的傳遞,保證物料表面濕分蒸汽分壓(濃度)高于外部空間中的濕分蒸汽分壓,保證熱源溫度高于物料溫度。
熱量從高溫?zé)嵩匆愿鞣N方式傳遞給濕物料,使物料表面溫度高于物料溫度。
物料表面和內(nèi)部出現(xiàn)濕含量的差別。內(nèi)部濕分向表面擴(kuò)散并汽化,使物料濕含量不斷降低,逐步完成物料整體的干燥。
物料的干燥速率取決于表面汽化速率和內(nèi)部濕分的擴(kuò)散速率。通常干燥前期的干燥速率受表面汽化速率控制;而后,只要干燥的外部條件不變,物料的干燥速率和表面溫度即保持穩(wěn)定,這個階段稱為恒速干燥階段;在沿著木垛長短位置上,墊木擱置的疏密應(yīng)視材種、薄厚及木垛高低而定,關(guān)于薄厚小。當(dāng)物料濕含量降低到某一程度,內(nèi)部濕分向表面擴(kuò)散速率降低,并小于表面汽化速率時,干燥速率即主要由內(nèi)部擴(kuò)散速率決定,并隨濕含量的降低而不斷降低,這個階段稱為降速干燥階段。
木材烘干設(shè)備的給料方式需要根據(jù)物料的特點(diǎn)進(jìn)行選擇:
對兩種常進(jìn)行烘干的物料進(jìn)行分析總結(jié),單螺旋輸送器針對的較普通的物料,適用于黏性不大、濕含量不太高、較易烘干的物料,可以直接插入烘干設(shè)備強(qiáng)化流化干燥器上部本體內(nèi),使出口物料直接落入烘干設(shè)備干燥器內(nèi),螺旋輸送機(jī)出口處應(yīng)裝有帶小孔或縫隙的擋板使送出物料能分散成小條狀。被加熱的木材,隨著逐漸冷卻過程的進(jìn)行,其內(nèi)的水分是要進(jìn)一步蒸發(fā)的。
當(dāng)物料濕含量較高、黏性較大不易干燥的情況時,這個時候再用單螺旋輸送器已經(jīng)不行了,輸送過程中很可能會出現(xiàn)各種各樣的問題,那么就需要使用雙螺旋給料器,濕物料經(jīng)過烘干機(jī)雙螺旋混合器到干燥器入口時已成大小不等的顆粒狀態(tài),熱氣流與濕物料接觸情況可由蝶閥控制一定比例。在木材烘干過程中,為了提高木材的烘干速度、消除烘干過程中的應(yīng)力,緩解含水率梯度,平衡材堆各塊板的最終含水率,需要分別進(jìn)行預(yù)熱、中間、平衡和終了處理等多次處理,因此,烘干宜采用熱水和蒸汽烘干方式。
針對木材在常規(guī)木材烘干機(jī)價格存在板材開裂、變形翹曲,板材含水率不均勻等問題,設(shè)計了可調(diào)控引導(dǎo)送風(fēng)罩和移動調(diào)節(jié)裝置; 轉(zhuǎn)動定位螺母調(diào)節(jié)導(dǎo)流舌板位置可改變出風(fēng)口大小; 驅(qū)動電機(jī)帶動滾輪轉(zhuǎn)動,可實現(xiàn)風(fēng)機(jī)支撐框架整體沿X 方向移動自動調(diào)節(jié); 利用計算流體力學(xué)( CFD) 軟件SC/Tetra 對優(yōu)化設(shè)計前后的干燥室內(nèi)空氣流場進(jìn)行數(shù)值模擬計算,并對氣流速度特性進(jìn)行測試分析。結(jié)果表明優(yōu)化設(shè)計后的干燥室沿板材堆垛高度方向上各層氣流速度偏差可控制在± 10%以內(nèi); 空氣流場分布的均勻性提高了70%。優(yōu)化后的干燥室木材干燥質(zhì)量和干燥效率得到明顯提升。干燥是木材加工過程中能耗較大的工序,其能耗占企業(yè)總能耗的40% ~ 70%。在設(shè)計烘干設(shè)備時,應(yīng)根據(jù)木材的樹種、材性,木材的規(guī)格和需要烘干處理的數(shù)量來選擇合適的烘干方式、合理的循環(huán)氣流和窯體容積。