隧道式干燥机的节能参数研究

摘要

为了降低隧道式干燥机的能耗，使之能够在干燥工业和农业生产中得到更广泛地推广和使用，本文利用自行设计的隧道式中药材干燥机，首次引入隧道长度作为能耗研究的参数，对隧道式干燥机的能耗进行了深入研究。
　　 隧道式干燥机隧道内部风速和温度的分布不均匀是导致干燥能耗高、效率低、干燥不均匀的主要原因，因此，首先对隧道内部的风速分布进行了研究，得到了隧道内风速场的分布情况为：中心风速小，隧道四周边缘风速较大，热风进入物料盘后风速迅速下降，隧道内部风速局部紊乱，整体稳定；同时，研究了隧道长度对风速的影响规律，得到了隧道出风口风速关于隧道长度的回归方程与影响规律曲线。研究结果表明，隧道越长，隧道内的物料小车对气流的阻力越大，在同样的进风条件下，隧道越长，隧道出风口的风速越小，呈抛物线趋势下降。
　　 其次，根据介质温度受风速影响较明显、致使设定温度与实际得到的介质温度相差较大这一现象，研究了控制面板上的设定温度、实际介质温度与风速三者之间的关系。结果表明，风速越大，介质温度受风速的影响也越大；设定温度越高，介质温度受风速的影响也越大。同时对温度控制系统进行了校正，得到了设定温度关于实际介质温度与风速的回归方程，并绘制出温度校正曲线，利用这一方程或校正曲线，可以方便地实现介质温度的精确调节，提高了干燥温度控制的精度。
　　 最后，为了降低隧道式干燥机的能耗，寻求一种有效的隧道式干燥机的节能研究方法，以青萝卜丝为干燥物料，以介质温度、风速和隧道长度为试验因素，以单位能耗为指标，兼顾生产效率，在单因素试验的基础上，进行了三因素二次通用旋转组合回归试验，得到了单位能耗与生产效率关于介质温度、风速和隧道长度的回归方程。并利用加权优化的方法，得到了利用该隧道式干燥机干燥青萝卜丝时能耗较低同时效率较高的最佳参数组合为：介质温度52.8 ℃，风速1.50 m/s，隧道长度4.93 m，单位能耗最小值为2.08 kWh/kg，生产效率最大值为2.26 kg/h，并经过验证试验进行了验证。结果表明，单位能耗平均误差为0.32[％]，生产效率的平均误差为0.17[％]，试验值与优化值能够很好地符合。同时运用降维分析的方法分析了介质温度、风速和隧道长度分别对单位能耗和生产效率的影响规律，结果表明，介质温度越高，生产效率越高，单位能耗也越高；随着风速的增加，单位能耗先增加后稍有下降，生产效率明显提高；随着隧道长度的增加，单位能耗先急剧降低后稍有升高，生产效率提高。