【正文】 如脈沖燃燒、感應(yīng)加熱等）。東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第2章 ZL1575振動(dòng)流化床干燥機(jī)簡(jiǎn)介第2章 ZL1575振動(dòng)流化床干燥機(jī)簡(jiǎn)介22東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第3章 系統(tǒng)的力學(xué)分析 振動(dòng)流化床干燥機(jī)的工作原理普通流化床干燥機(jī)在干燥顆粒物料時(shí)，可能會(huì)存在以下問(wèn)題：當(dāng)顆粒粒度較小時(shí)形成溝流或死區(qū)；顆粒分布范圍大時(shí)夾帶會(huì)相當(dāng)嚴(yán)重；由于顆粒的返混，物料在機(jī)內(nèi)直流時(shí)間不同，干燥后的顆粒含濕量不均；物料濕度稍大是會(huì)產(chǎn)生團(tuán)聚和結(jié)塊現(xiàn)象，而使流化惡化等。為了克服上述問(wèn)題，其中振動(dòng)流化床就是一種較為成功的改型流化床。操作時(shí)，物料經(jīng)給料器均勻連續(xù)的加到振動(dòng)流化床中，同時(shí)，空氣經(jīng)過(guò)濾后，被加熱到一定溫度，由給風(fēng)口進(jìn)入干燥機(jī)風(fēng)室中。物料落到分布板上后，在振動(dòng)力和經(jīng)空氣分布板均風(fēng)的熱氣流雙重作用下，呈懸浮狀態(tài)與熱氣流均勻接觸。調(diào)整好給料量、振動(dòng)參數(shù)及風(fēng)壓、風(fēng)速后，物料床層形成均勻的流化狀態(tài)。物料粒子與熱介質(zhì)之間進(jìn)行著激烈的湍動(dòng)，使傳熱和傳質(zhì)過(guò)程得以強(qiáng)化，干燥后的產(chǎn)品由排料口排除，蒸發(fā)掉的水分和廢棄經(jīng)旋風(fēng)分離器回收粉塵后，排入大氣。調(diào)整個(gè)有關(guān)參數(shù)，可在一定范圍內(nèi)方便的改變系統(tǒng)的處理能力。因?yàn)橛袃膳_(tái)高頻振動(dòng)電機(jī)的作用，與普通流化床相比，它們的不同之處有：(1)使得產(chǎn)生物料流化所需氣流速度大大降低，從而減小了空氣流量和動(dòng)力消耗，特別是流化狀態(tài)更穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生普通床存在的溝流和騰涌現(xiàn)象；(2)物料顆粒在熱氣流中處于懸浮狀態(tài)，得到充分混合和高度分散，顆粒的所有表面都參與熱質(zhì)交換，故氣固兩相間的傳熱傳質(zhì)系數(shù)高；(3)氣固兩相傳熱速率高，使物料床層溫度均勻性很容易調(diào)節(jié)，保證了物料干燥的均勻性；(4)物料在床層內(nèi)停留時(shí)間一般在數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)之間可任意調(diào)節(jié)，對(duì)難于干燥或干燥產(chǎn)品含水率要求低的物料特別適合；(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。 振動(dòng)流化床干燥機(jī)的基本構(gòu)成 生產(chǎn)系統(tǒng)組成基本上由熱源設(shè)備、給料設(shè)備、干燥設(shè)備、排料設(shè)備和除塵設(shè)備等構(gòu)成。東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第2章 ZL1575振動(dòng)流化床干燥機(jī)簡(jiǎn)介 振動(dòng)流化床干燥機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)　　　 　　 工藝流程工藝流程由物料流程、空氣流程等組成。(1) 物料流程物料由給料機(jī)均勻的給入干燥機(jī)，在干燥機(jī)中，物料在振動(dòng)電機(jī)的作用下沿著分布板跳躍前進(jìn)，在此過(guò)程中，物料和熱空氣接觸得到熱量，將水分汽化逐漸轉(zhuǎn)化成為合格產(chǎn)品，經(jīng)排料機(jī)送到產(chǎn)品庫(kù)，部分物料失去水分，重量變輕，隨廢氣進(jìn)入除塵器；在除塵器中，收集較粗粒物料，進(jìn)入物料產(chǎn)品庫(kù)，極細(xì)粒物料排至大氣。 傳統(tǒng)干燥系統(tǒng)物料流程圖(2) 空氣流程它由送氣和排氣裝置組成。在系統(tǒng)中，空氣經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器的過(guò)濾后進(jìn)入送風(fēng)機(jī)中，然后進(jìn)入加熱器中加熱到一定溫度后從給料口通入干燥機(jī)中；加熱物料，并逐漸將其轉(zhuǎn)化為合格產(chǎn)品；熱風(fēng)到達(dá)了出氣筒，然后順著管道經(jīng)過(guò)除塵器，最后排出。 結(jié)構(gòu)組成ZL1575振動(dòng)流化床干燥機(jī)基本上由上箱體、下箱體、運(yùn)料槽、進(jìn)料口、出料口、進(jìn)氣口、出氣口及振動(dòng)電機(jī)等部分組成。 振動(dòng)流化床干燥機(jī) 振動(dòng)流化床干燥機(jī)由振動(dòng)電機(jī)提供激振力，使物料在空氣分布板上跳躍前進(jìn)，同時(shí)于分布板下方送入的熱風(fēng)接觸，進(jìn)行熱、質(zhì)傳遞。下箱體為床層提供了一個(gè)穩(wěn)定的具有一定壓力的風(fēng)室。交接引風(fēng)機(jī)，使上箱體中床層物料上部保持微負(fù)壓，維持良好的干燥環(huán)境并防止粉塵外泄?？諝夥植及逯挝锪喜⑹篃犸L(fēng)分布均勻。物料經(jīng)給料器均勻連續(xù)的加到振動(dòng)流化床中，同時(shí)，空氣經(jīng)過(guò)濾后，被加熱到一定溫度，由給風(fēng)口進(jìn)入干燥機(jī)風(fēng)室中。物料落到分布板上后，在振動(dòng)力和經(jīng)空氣分布板均風(fēng)的熱氣流雙重作用下，呈懸浮狀態(tài)與熱氣流均勻接觸。調(diào)整好給料量、振動(dòng)參數(shù)及風(fēng)壓、風(fēng)速后，物料床層形成均勻的流化狀態(tài)。物料粒子與熱介質(zhì)之間進(jìn)行著激烈的湍動(dòng)，使傳熱和傳質(zhì)過(guò)程得以強(qiáng)化，干燥后的產(chǎn)品由排料口排出，蒸發(fā)掉的水分和廢氣經(jīng)旋風(fēng)分離器回收粉塵后，排入大氣。 振動(dòng)流化床干燥機(jī)的工作特點(diǎn)ZL1575振動(dòng)流化床干燥機(jī)設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，而且使用方便。在此干燥機(jī)中振動(dòng)電機(jī)的安裝角度設(shè)計(jì)成可調(diào)，通過(guò)調(diào)整各有關(guān)參數(shù)，可在一定范圍內(nèi)方便的改變系統(tǒng)的處理能力。振動(dòng)流化床干燥機(jī)的特點(diǎn)如下：(1)由于施加振動(dòng)，可使最小流化氣速降低，因而可顯著降低空氣需要量，進(jìn)而降低粉塵夾帶，配套熱源、風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)分離器等也可相應(yīng)縮小規(guī)格，成套設(shè)備造價(jià)會(huì)較大幅度下降，節(jié)能效果顯著。(2)可方便的依靠調(diào)整振動(dòng)參數(shù)來(lái)改變物料在機(jī)內(nèi)滯留時(shí)間。其活塞流式的運(yùn)行降低了對(duì)物料粒度均勻性及規(guī)則性的要求，易于獲得均勻的干燥產(chǎn)品。(3)振動(dòng)有助于物料分散，如選擇合適振動(dòng)參數(shù)，對(duì)普通流化床易于團(tuán)聚或產(chǎn)生溝流的物料有可能順利流化干燥。(4)由于無(wú)激烈的返混，氣流速度較之普通流化床也較低，對(duì)物料粒子損傷較小。易于損傷物料，在干燥過(guò)程中要求不破壞晶形或?qū)αＷ颖砻婀饬炼扔幸蟮奈锪献顬楹线m。(5)由于施加了振動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生噪聲，同時(shí)，機(jī)器個(gè)別零件壽命短于其他類型干燥機(jī)。 ZL1575振動(dòng)流化床干燥機(jī)的應(yīng)用范圍這種類型的設(shè)備，主要適用粉粒、顆粒狀物料的干燥。應(yīng)用的行業(yè)也開始由制藥，乳品等行業(yè)發(fā)展到輕工、化工、飲料、食品、礦冶、飼料、化肥、種籽等行業(yè)。 化工：硼酸、硼砂、對(duì)本二酚、催化劑、聚氯乙烯、輕質(zhì)碳酸鈣、無(wú)水硫酸鈉等。 醫(yī)藥：葡萄糖、古龍酸、知母、桔梗、白術(shù)、顆粒藥丸、膠囊等。食品：味精、砂糖、精鹽、酒糟、骨膠、豆瓣等。輕工：洗衣粉、玉米胚芽、淀粉等。振動(dòng)干燥機(jī)在很多部門得到廣泛的應(yīng)用，在中國(guó)已有數(shù)百套裝置在運(yùn)行中，這種干燥機(jī)通常也與噴霧干燥、氣流干燥等組合，成為第二級(jí)干燥（或冷卻）器。 ZL1575振動(dòng)流化床干燥機(jī)的相關(guān)介紹 振動(dòng)的作用振動(dòng)流化床干燥機(jī)在振動(dòng)電機(jī)或其他方式提供激振力情況下，使物料在空氣分布板上跳躍前進(jìn)，而且物料落到分布板上后，在振動(dòng)力和經(jīng)空氣分布板均風(fēng)的熱氣流雙重作用下，呈懸浮狀態(tài)與熱氣流均勻接。同時(shí)，振動(dòng)還可以使?jié)裎锪系臐穹謧鬟f阻力減少，從而提高濕物料的干燥效率。 隔振彈簧彈簧是一種常用的彈性零件，在承受載荷時(shí)能隨載荷的大小產(chǎn)生相應(yīng)大小的彈性形變，將機(jī)械功或動(dòng)能轉(zhuǎn)化為變形能；載荷卸除后能迅速恢復(fù)原狀，將變形能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功或動(dòng)能。彈簧的主要功能有：(1) 緩和沖擊、減少振動(dòng)；(2) 控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)；(3) 儲(chǔ)存及輸出能量。彈簧主要承受動(dòng)載荷，其破壞形式主要是疲勞破壞。因此，彈簧材料必須具有較高的抗拉強(qiáng)度和耐疲勞能力、較好彈性、足夠的沖擊韌性及良好的塑性。 工藝參數(shù)的分析振動(dòng)流化床干燥機(jī)中，由于物料的干燥過(guò)程是連續(xù)進(jìn)行的,所以物料的運(yùn)行時(shí)間和干燥路徑相應(yīng)較長(zhǎng),進(jìn)而提高了該機(jī)的干燥能力和去濕能力。該機(jī)更適合于干燥具有熱敏性的物料及需要干燥時(shí)間長(zhǎng)的物料,與普通機(jī)型相比,其適用范圍增大了許多。本設(shè)計(jì)根據(jù)指導(dǎo)老師以及其他相似機(jī)形的類比研究，對(duì)所設(shè)計(jì)的振動(dòng)干燥機(jī)進(jìn)行分析。 影響因素的分析(1) 熱風(fēng)溫度對(duì)干燥性能的影響由此類型干燥機(jī)參考資料可知：隨著風(fēng)溫的提高，單位熱耗和干燥速度不斷增大，當(dāng)熱風(fēng)溫度達(dá)到某一值時(shí)，單位熱耗和干燥速度達(dá)到最大值，之后隨著風(fēng)溫的升高，單位熱耗和干燥速度都有下降趨勢(shì)。也就是說(shuō)，在風(fēng)溫低于某值時(shí)，通過(guò)增加單位熱耗，升高風(fēng)溫，可以提高干燥速度；在風(fēng)溫高于此值時(shí)，隨著風(fēng)溫的升高，干燥速度和單位熱耗反而都有下降的趨勢(shì)。提高風(fēng)溫是加快干燥速度的有效途徑之一，但必須在物料允許的范圍內(nèi)選取相對(duì)高溫。高的風(fēng)溫有時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用是受到許多因素限制的，如熱源、蒸汽壓力、換熱設(shè)備?？梢?，只有適當(dāng)?shù)厣唢L(fēng)溫才有利于物料的干燥。(2) 熱風(fēng)速度對(duì)干燥性能的影響風(fēng)速對(duì)干燥速度和單位熱耗具有相反的影響。對(duì)于熱耗存在一個(gè)最低值, 此時(shí)的風(fēng)速是某一值,但是此時(shí)的干燥速度卻不是最大的,當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定值時(shí),干燥速度達(dá)到最大值,單位熱耗也有所增加,隨著風(fēng)速的繼續(xù)增加,單位熱耗也繼續(xù)增加,這時(shí)干燥速度卻有下降的趨勢(shì)。所以,干燥風(fēng)速不能過(guò)高,否則,不但不能提高干燥速度,反而會(huì)增加單位熱耗,浪費(fèi)能源。(3) 振動(dòng)強(qiáng)度對(duì)干燥性能的影響振動(dòng)強(qiáng)度對(duì)干燥熱耗的影響有一個(gè)最低值,這個(gè)最低值是在振動(dòng)強(qiáng)度值的某一范圍內(nèi)；當(dāng)大于這個(gè)最低值時(shí),提高振動(dòng)強(qiáng)度反而使得干燥熱耗增加。對(duì)于干燥速度,隨著振動(dòng)強(qiáng)度的增加,干燥速度逐漸增大,當(dāng)增大到一定程度時(shí)干燥速度呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)?？梢?振動(dòng)強(qiáng)度不是越大越好,而要根據(jù)干燥速度和干燥熱耗兩方面來(lái)考慮它的適當(dāng)取值。(4) 料層厚度對(duì)干燥速度的影響干燥速度（單位時(shí)間內(nèi)物料水分的變化率）是評(píng)價(jià)干燥效果的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在相同的熱風(fēng)條件和振動(dòng)參數(shù)下，床層物料越薄，干燥速度也越大，實(shí)現(xiàn)同樣降水幅度所需干燥時(shí)間就會(huì)相應(yīng)減少。但是，從熱能利用的角度考慮，床層厚度并非越薄越好，而應(yīng)在一定范圍內(nèi)盡量增加料層厚度。這時(shí)機(jī)器的熱能利用率高，產(chǎn)能增加，并可獲得最佳的經(jīng)濟(jì)性。(5) 干燥時(shí)間對(duì)干燥性能的影響干燥時(shí)間對(duì)干燥速度的影響有一個(gè)最低值，這個(gè)最低值可通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。當(dāng)干燥時(shí)間少于這個(gè)時(shí)間的時(shí)候，干燥速度隨著干燥時(shí)間的增加而減少，但當(dāng)干燥時(shí)間大于這個(gè)時(shí)間的時(shí)候，干燥速度就會(huì)隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，所以，在干燥的時(shí)候，如果要增加干燥速度就要通過(guò)調(diào)整振動(dòng)電機(jī)的安裝角度來(lái)避開這個(gè)時(shí)間段。還可以看到，熱耗是隨著干燥時(shí)間的增加而降低的，所以適當(dāng)?shù)脑黾痈稍飼r(shí)間是有利于干燥的。 結(jié)論分析在振動(dòng)流化床干燥機(jī)的干燥過(guò)程中，熱風(fēng)溫度及速度,振動(dòng)強(qiáng)度及干燥時(shí)間對(duì)干燥速度和單位熱耗都有顯著影響，且具有一定的規(guī)律性。這些規(guī)律對(duì)此類物料的干燥操作具有一定的指導(dǎo)意義。另外，振動(dòng)電機(jī)的安裝角不同，它工作時(shí)垂直方向的的激振力也不一樣，且加工速度和干燥效果也不一樣，它的大小應(yīng)該根據(jù)所加工的物料來(lái)進(jìn)行選擇。 干燥機(jī)的安全操作干燥操作過(guò)程和其它一些工業(yè)操作過(guò)程一樣，潛伏著很大的危險(xiǎn)性，因此進(jìn)行該設(shè)備的操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)則來(lái)運(yùn)行機(jī)器。 干燥系統(tǒng)的起動(dòng)首先起動(dòng)引風(fēng)機(jī)，然后起動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，再起動(dòng)主機(jī)、振動(dòng)電機(jī)，運(yùn)行平穩(wěn)后再加料。這樣系統(tǒng)運(yùn)行比較平穩(wěn)，干燥機(jī)內(nèi)是負(fù)壓，工作環(huán)境不受破壞；否則，如先起動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，后起動(dòng)引風(fēng)機(jī)，就會(huì)造成機(jī)體內(nèi)正壓，機(jī)體內(nèi)殘留的粉料就會(huì)從機(jī)器加料口和出料口噴出機(jī)體外，影響工作環(huán)境。如不起動(dòng)風(fēng)機(jī)而先起動(dòng)主機(jī)，由于沒(méi)有風(fēng)托住物料就會(huì)漏料的現(xiàn)象。 干燥系統(tǒng)的停車停機(jī)程序則正好相反。首先停止上料、停主機(jī)，然后依次停止鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，這是暫時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)。如長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，則應(yīng)在停止上料情況下運(yùn)行一段時(shí)間，待機(jī)體內(nèi)物料排出后，則依次關(guān)閉主機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)。東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第3章 系統(tǒng)力學(xué)分析第3章 系統(tǒng)力學(xué)分析 振動(dòng)流化床干燥機(jī)的振動(dòng)特性振動(dòng)流化床干燥機(jī)主要由機(jī)體、振動(dòng)電機(jī)和隔振彈簧組成。振動(dòng)流化床干燥機(jī)作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的直線運(yùn)動(dòng)。由于激振力通常按照正弦規(guī)律施加在分布板上，故其分布板或床板上某點(diǎn)A位移符合下式 () (31)式中 —分布板沿振動(dòng)方向振幅，mm； —振動(dòng)圓頻率，rad； —振動(dòng)相角，rad。 直線振動(dòng)床簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)如將振動(dòng)位移分解為垂直位移和水平位移，振動(dòng)方向角為，則 = (32)將上式對(duì)t取二次導(dǎo)數(shù)，得到垂直方向的加速度 = (33)在薄料層情況下，假定物料顆粒間無(wú)相對(duì)位移，且顆粒間的相互作用忽略不計(jì)，則顆粒在分布板上受有本身重力和根源施加給它的拋擲力(其中在垂直方向分力為)，按力學(xué)原理，該力服從下式 =(+) (34)式中 —顆粒相對(duì)工作面的加速度。當(dāng)顆粒將出現(xiàn)拋擲運(yùn)動(dòng)剛離開分布板時(shí)，=0，顆粒對(duì)分布板工作面的正壓力等于零，即 —= 0也就是， — = 0所以 (35)令,且將定義為振動(dòng)方向的振動(dòng)強(qiáng)度，它表達(dá)了在振動(dòng)方向上的振動(dòng)強(qiáng)弱。同時(shí)，令，定義為垂直于工作面的振動(dòng)強(qiáng)度，亦稱拋擲指數(shù)，則上式變?yōu)? ()= (36)由上式可以看出，當(dāng)1時(shí)方程才有解，即當(dāng)1時(shí)物料才會(huì)出現(xiàn)拋擲運(yùn)。此時(shí)，料層由于被周期地拋起并回落，料層孔隙率加大，提高了傳熱傳質(zhì)速率。由于直線振動(dòng)流化床總是力圖盡量加大其振動(dòng)的垂直分量，故振動(dòng)方向角一般均大于60176。，因?yàn)?，所以；當(dāng)=90176。時(shí)，1。然而，振動(dòng)強(qiáng)度又不能無(wú)限大，經(jīng)理論推導(dǎo)，當(dāng)，即(=90176。)或(=60176。)時(shí)，振動(dòng)流化床可以正常工作。這時(shí)分布板每振動(dòng)一次，物料出現(xiàn)一次拋擲運(yùn)動(dòng)。整機(jī)能量消耗較小，機(jī)件壽命較長(zhǎng)。振動(dòng)流化床，振動(dòng)強(qiáng)度大都取在=～。 振動(dòng)流化床干燥機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)及床層特性 振動(dòng)流化床的床層壓降在振動(dòng)流化床中，氣體通過(guò)顆粒床層產(chǎn)生的壓降，主要是由于克服顆粒重量及顆粒間摩擦引起的。振動(dòng)流化床的流化程度與普通流化床的流化程度不同，振動(dòng)可以使最小流化速度降低，使達(dá)到流化的最小壓降降低。許多試驗(yàn)也都揭示了振動(dòng)參數(shù)對(duì)床層壓降的影響規(guī)律。當(dāng)1時(shí)，在正常操作氣速內(nèi)振動(dòng)均使床層壓降降低。當(dāng)極薄料層時(shí)，振動(dòng)的導(dǎo)入可使流化壓降降低50%～85%，對(duì)厚25～50mm的淺床層，振動(dòng)可使壓降降低2