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包装机械:热泵干燥机的干燥性能曲线

时间:2021-06-19 11:11:28 来源:互联网

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0概述随着世界性能源的短缺以及能源价格的不断提高,节约能源的重要性更为突出。热泵干燥机以其电耗率低、干燥环境洁净、干燥性能稳定、产品品质优良和干燥效率高等优点,在干燥行业倍受欢迎。但在产品的设计以及进一步节能等方面进展缓慢。

1热泵干燥原理如,热泵干燥原理是把经过蒸发器1的高温高湿空气A等湿降温到露点,然后继续降温析出水分达到除水;从蒸发器出来低温饱和湿空气B再经过冷凝器2等湿加热,变为高温低湿、具有干燥能力的湿空气C;湿空气C进入干燥仓带走待干燥物料的水分,变为湿空气A再次进入蒸发器,完成一次循环。

在干燥过程有两个很重要的环节,决定着干燥是否实现和再续:①经过蒸发器的湿空气等湿降温到露点析出水分;②低温饱和湿空气经过冷凝器等湿加热,变为高温低湿、具有干燥能力的湿空气。

如果经过蒸发器后的湿空气的温度不能降到露点以下就不能除水,热泵干燥效率为零。若经过蒸发器后的饱和湿空气没有冷凝器的等湿加热是不具备载湿能力,同样不能实现干燥目的。本文提出的干燥性能曲线主要是针对实现环节①。

2干燥性能曲线如,湿空气A经过蒸发器以后的焓降也为:一蒸发器的焓降,k/kg干空气;压缩机的制冷量,kW;一经过蒸发器的风量,m3/h;一湿空气密度,kg/m3.湿空气A经过蒸发器后变为湿空气B,若湿空气B刚好降到露点T,其焓值为hB、含湿量为dB,那么进入蒸发器前湿空气A的焓hA:由湿空气性质可知,焓大于hA的湿空气经过蒸发器1后不能变成饱和湿空气,焓小于hA的湿空气经过蒸发器1后可以变为饱和湿空气并析出水分,把hA称为临界焓。

当露点(含湿量)与湿空气A?样均为Ti(d)的湿空气经过蒸发器后,可以析出水分的必要条件是其焓值小于hA.含湿量d?定,湿空气的温度t与焓h成正比,相对湿度W随焓h的增加而减少,所以结论1可表达为:当露点(含湿量)与湿空气A?样均为Ti(dA)的湿空气经过蒸发器后可以析出水分的必要条件是其温度小于tA或相对湿度大于假设热泵干燥设备的制冷量Q.、风量Gi、蒸发器入口湿空气密度P蒸发面积Fe(m2)和冷凝面积Fc(m2)均不变,结合上述①点,可得:不同露点温度Ti对应一个临界焓值h,把所有这些(Ti,h)点在焓湿图上描出便成为一条曲线,暂称为理想干燥性能曲线,这条曲线实际上是把饱和湿空气线向上平移也,如中处于上方的实曲线。

实际应用上,压缩机的制冷量一般随蒸发器进口湿空气A的温度降低而减少,湿空气密度却随温度降低而增大,由式1可知,实际的也随温度降低而减少。根据实际的也重画曲线得到实际干燥性能曲线,如虚线。理想曲线和实际曲线的交点是本文假设蒸发器入口湿空气A在焓湿图中的坐标点(Ti,hA)。

3干燥性能曲线的应用干燥性能曲线体现一台热泵干燥设备的干燥极限和干燥效果。以干燥性能曲线为临界线,当湿空气的状态处于干燥性能曲线以上,热泵干燥设备对其不具有干燥效果的同时,反而降低该湿空气的载湿能力;对状态处于曲线以下的湿空气才能实现干燥。把性能曲线上的状态点称为热泵干燥设备的干燥极限,可以实现干燥的湿空气范围(饱和湿空气线和干燥性能曲线之间)称为热泵干燥设备的可干燥区。

可以方便地知道处于某一状态的湿空气经过蒸发器后的状态。如,设两种不同的湿空气在焓湿图的状态点是M、N,斜虚线是等焓线。

M点在实际干燥性能曲线以上,不在可干燥区内,湿空气M经过蒸发器发生的只是等湿降温过程,其焓降为湿空气M的含湿量对应的临界焓与饱和焓之差也%要求得蒸发器出口湿空气M的状态,只需要把M点沿等湿线下移hM.所以对不在可干燥区内的湿空气i,只需把其状态点沿等湿线下移其含湿量对应的临界焓与饱和焓之差也i即可。

N点处于可干燥区内,同样把N状态点沿等湿线下移,下移量为其含湿量对应的临界焓与饱和焓之差,得N2点,此时N2处于过饱和区,状态不稳定不是N的*终状态,从点N2作一与等焓线平行线,此线与饱和状态线的交点凡便是N经过蒸发器后的状态点。N与N1的湿差便是除水量。用同样方法可得处于可干燥区的任一点的湿空气经过蒸发器后的状态点i和除水量。

干燥性能曲线越高,可干燥区越宽,热泵的干燥适应性越强,在同一温度下可干燥湿空气的相对湿度越低,干燥后湿空气的载湿能力越大。

干燥性能曲线由也决定,也体现设备的干燥效果。而影响也的参数主要是制冷量、风量和湿空气密度。制冷量受蒸发器面积、冷凝面积、蒸发温度和冷凝温度影响,但对于一定的外界条件和干燥仓内湿空气的状态,制冷量相对稳定;湿空气密度更是主要取决于温度和相对湿度;风量主要取决于风机的选择。

风量与处成反比,在符合干燥要求的前提下减少风量可以提高干燥性能曲线,改善干燥效果和干燥能力。减少风量虽然可以提高性能曲线,但有可能造成除水量不足。

制冷量与性能曲线的高低成正比,在允许的范围内尽量提高制冷量。


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