一、概述（shù）
　　旋轉閃蒸幹燥機是連續（xù）操作（zuò）的對流幹燥設備，也是目前工業生（shēng）產中用於幹燥濾餅狀物料的（de）首選設備之一。其工（gōng）作原理如圖1所示。主（zhǔ）機大致可分為三（sān）大部（bù）分（fèn）：
　　集風（fēng）室及破碎流化段；
　　中部幹燥段；
　　頂部回（huí）收段。
　　濾餅狀物料經螺旋給料裝置進入幹燥機用於（yú）幹燥段的中部，呈散狀（zhuàng）落（luò）入破碎流化段。熱空氣沿（yán）切線方向進（jìn）入集風室，集風室斷麵呈（chéng）螺旋線漸小，集風室（shì）內的熱空氣沿集風室與破碎流化段之間的縫（féng）隙（xì）形成高速旋（xuán）轉（zhuǎn）的狀態進入破碎流化段。由給料機落下的散塊狀物料受旋轉葉片（piàn）的衝擊破碎及旋轉氣流的浮（fú）動（dòng）作用，料塊之間，料塊與旋轉葉片之間相互碰撞摩擦，並伴隨物（wù）料的濕份蒸發，形成了大小（xiǎo）不一的顆粒，隨旋轉氣流向上運動進入中部幹燥段。由於顆粒的粒（lì）徑不等（děng），其運行的軌跡也不一致，在整個幹燥段空間（jiān）內彌散，與熱氣（qì）流進行充分的傳質傳熱，濕份不斷蒸發。較大顆粒行動（dòng）軌道半徑（jìng）較大，貼近筒壁。較小（xiǎo）顆粒運行軌道半徑較小。在中部幹燥段頂部（bù）設置一分級器，較大顆粒，由於濕份大，顆粒間的凝（níng）聚現象未能（néng）及時消除（chú），遇到分級器的阻擋，以較大的沉降速度回落入破碎流化段，再重複上述過程，微細顆粒隨氣流（liú）通過分級（jí）器進入回收段，並隨氣流一起進入微細粉回收裝置連續產出幹燥後的產品（pǐn）。旋轉閃蒸幹（gàn）燥機係統工藝如圖2所示。
　　目前，旋轉閃蒸（zhēng）幹（gàn）燥機普遍存在（zài）的問題是設備（bèi）一次性（xìng）投資較大，能耗較大，而產量相對來說較小，而且設備調試時耗時費工。即使是現已運行的幹燥係（xì）統也不（bú）知是（shì）否是在最佳狀態下操作。這樣，經濟性就不理想，造成浪費。這裏有兩個方麵的原因，首先是係統的合理（lǐ）配置，諸如針對不同物料不同（tóng）產量要求進行質熱衡算，確（què）定熱量、風（fēng）量、溫度等。其次是怎樣（yàng）針（zhēn）對不同物料、不（bú）同的係統配置改進主機的構造。這兩方麵問題的解決，可望進一步提高產量，從而提（tí）高效率，達到節能的目的。
　　係統的合理配（pèi）置，已有文章（zhāng）探討，而如何（hé）改進（jìn）主機、減（jiǎn）少現場調試（shì）過程中的（de）不必要拆裝修改，使其處於最佳的狀態下操作，尚未見報道（dào）。由於（yú）在幹燥機中，物料顆粒加到旋（xuán）轉上升氣流中（zhōng）的速度不定，旋轉氣流由破碎流（liú）化段底部環隙進入破碎流化段，加之又有旋轉葉片的攪（jiǎo）動，氣流的方向和速度也不夠均勻，因此，物料顆粒沒有一個固定的（de）可以事先確定的運動軌跡。目前，中部幹燥段頂部的分級器直徑就無法確定（dìng）。而現今的此種幹燥機的生產廠家，在設計及生產中，不管何種物料，千篇（piān）一律采用（yòng）小的分級器直徑，然後，在安（ān）裝後，看能否達到用戶要求的產量，達不到，用改變（biàn）係統鼓、引風機配比的方法，仍達不到，就隻能反複（fù）拆裝，盲目地割大分級器直（zhí）徑。這（zhè）樣或大、或小都（dōu）不能使幹燥（zào）機處於理想的狀態下工（gōng）作，既耗時費工，又影響設備投產時間，而且造成（chéng）能源的浪費。若通過理論計算能確定不同物料（liào）的分級器直徑，無疑（yí）是一項有實用價值的工作。
　　二、幹燥（zào）過程中物料顆粒的運動（dòng）分析及受力分析
　　顆粒的運動分析
　　在幹（gàn）燥機（jī）中，進入到破碎流化段的散（sàn）塊狀（zhuàng）物料（liào）經旋轉葉片的衝擊碰撞分散及其所攜濕份的蒸發，顆粒間的凝聚現象逐漸消（xiāo）除，塊、團狀（zhuàng）物料變成不等徑的（de）顆粒群，受到旋轉上升氣流的作用，產生旋轉上升（shēng）流動。由於此過程中，顆粒群的微觀運動非常複雜，，顆粒（lì）粒徑非常小，這樣，假設在圓周方向（xiàng）顆粒的速度（dù）與（yǔ）氣流的（de）運動速（sù）度相一致；在（zài）徑（jìng）向，顆粒運動受到離心力與曳力的共同作用，忽略其它因素的影響；在軸向，由於研（yán）究（jiū）分級器直徑，暫不考慮顆粒的軸向運動；並忽（hū）略顆（kē）粒與流體間的相互作用。即隻考慮顆粒的（de）徑向（xiàng）運動和（hé）圓周運動，考察單顆粒在幹燥機中的運動情況。
　　顆粒的受力（lì）分析
　　設顆粒形狀為球形，由於幹燥機是處於微負壓狀態下，其中氣體的密度ρ變化範圍不大，假定為某一常數。單顆粒在幹燥機破碎流化段的受力（lì）∑F。
　　∑F=mg+m·
　　式中：m——顆粒質量
　　——重力加速度；
　　——離心加速度；
　　——顆粒（lì）受到流體的曳力；
　　——顆粒在流體中受到的（de）浮力；
　　——顆粒間相（xiàng）互作用力；
　　——葉片對顆粒的作用力。
　　由於顆粒在流體中到多種力（lì）的作用，其（qí）中，重力、浮力對顆粒的徑向運動影響不大，並（bìng）假設（shè）顆粒間（jiān）相互無（wú）影響，則顆粒間作用力可以不考慮，同時葉片對顆粒無徑向作用力（lì），則顆粒在徑向受到的力可簡（jiǎn）化為：
　　∑F=Fd+m·
　　即單（dān）顆（kē）在幹燥機破碎流化段及幹燥段的徑向運動主要受到流體的曳力以及慣性離心力的（de）作用，從顆粒的（de）力（lì）學平衡狀態分析，在理想的力學平衡下，能夠（gòu）確定顆粒的徑向運動（dòng）。若顆粒受到的離心力大於曳力，顆粒向外筒壁運動，若曳力大於離心力，顆粒向中心區移動。通過（guò）分級器進入回（huí）收段（duàn）。通過理想的力平衡，可以確定顆粒合格（gé）品範圍中最大顆粒直徑d，在幹燥段徑向處於受力平衡狀態。
　　∑F=0 即
　　式（shì）中：Fd——顆粒受到徑向曳力分量。
　　三、分級器（qì）直徑的計算
　　根據上述單顆粒的力學平衡分（fèn）析，設vp是氣（qì）體與靜止顆粒的最大徑向速度差，假設（shè）此（cǐ）相對速度（dù）等於流場中氣流的徑向速度，近似計算。
　　式中：Q——流量；S1——環（huán）隙麵積。
　　設v為顆粒的切向速度，假定氣體的（de）切向速（sù）度為vg，近似計算（suàn）：
　　式中：S2——集風室截麵積（jī）。
　　設R為顆粒旋轉（zhuǎn）半（bàn）徑，顆粒的質量
　　ρs·π
　　式中：ds——顆（kē）粒直徑；ρs——顆粒密度。
　　π·Cd·d3s/4·ρ·v2ρ/2=π·Cd·d3s·v2ρ
　　式中：ρ——氣體密度；Cd——曳力係數。
　　則(3)式：
　　πρsd3s)/6·v2g/R=k·(π·Cd·d3s·v2ρ
　　式中：k——顆粒形狀因子。
　　則：
　　·ρs·ds·v2g)/(3·k·ρ·Cd·v2ρ
　　四、結論
　　根據不同的物料特性，通（tōng）過理論計算確定分級器直徑，可以避免（miǎn）調試過程中的不必要拆裝，同時，最大限度地發揮幹燥機的潛在能（néng）力，使其處於最佳的操作狀態下，避免能源的浪（làng）費，這對幹燥機的設計和實際調試可提供理論指導。

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