干燥泵的设计论文.doc

第1章 绪论 1.1干燥的目的和意义 干燥的目的是去除某些原料、半成品中的水分或溶剂，以便物料的包装、运输、储藏、加工和使用。具体如下： ①以便于包装和运输为目的。如悬浮液和滤饼状的食品、药品、化工原料及产品等， 经干燥成为固体后，包装和运输均较方便。 ②以储藏为目的。某些食品、药品、化工原料及产品，当水分较多时，会有利于微生物的繁殖，易霉烂、虫蛀或变质，这类物料在储藏前一般要经过干燥环节。尤其如生物化学制品、抗生素及食品等，含水量超过规定标准易于变质而影响使用期限，经干燥后储藏时间较长。 ③以使用加工为目的。如食盐、尿素、硫胺等，当干燥到含水率为0.2%～0.5%时，物料不易结块，使用较方便；牛奶干燥成为奶粉后，可保存较长时间且可随时冲饮；衣物只有干燥后，穿用才比较舒适。 ④以便于加工为目的的。某些农副产品、药材、化工原料等，出于加工要求，需粉碎（或制粒）到一定的粒度范围和含水率，才便于再加工和利用。如小麦、玉米等加工前均需干燥处理；磷矿石经粉碎干燥可提高化学反应速度；催化剂半成品的造料干燥，可使其保持一定含水率和粒度范围，有利于压片成形等。 ⑤以提高产品质量为目的。某些产品的质量高低与含水量有关，物料经过干燥处理后，其有效成分相应增加，使产品品质提高。如煤炭在燃烧前需控制其含水量，以提高燃烧过程的效率；涤纶切片在纺丝前，干燥到含水率为0.02%以下时，可防止在抽丝时产生气泡，提高丝的质量。 1.2 热泵及其干燥技术发展的历史和现状 热泵的理论研究起源于法国科学家卡诺在1824年发表的关于卡诺循环的论文。在这个理论的基础上，1852年英国教授汤姆（W.Thomson）逊首先提出一种热泵设想，那时称为热量倍增器，如图1-1所示，该装置用蒸汽机驱动一个吸气缸和一个排气缸，工作介质为空气。装置运行时外界空气进入吸气缸并在其中膨胀后降低压力和温度；低压、低温的空气从吸气缸排出后进入贮气筒吸收环境的热量后提高温度；温度升高的空气紧接着被排气缸吸入压缩后其温度进一步升高；最后送至所需采暖的建筑物中。 到20世纪20～30年代热泵的应用研究不断拓宽。1927年英国人霍尔丹（Haldane） 图1-1 热量倍增器示意图 在苏格兰安装试验了一台用氨作为工质的封闭循环热泵，用于家庭的采暖及加热水。一般认为这一装置是现代蒸气压缩式热泵的真正原型。当时霍尔丹还研究了利用废水热量、廉价的低谷电力、带废热会用的柴油机和在低温端制冰等问题。1931年美国南加利福尼亚安迪生公司的洛杉矶办公楼里的制冷机被用于供热，这是大容量热泵的最早应用，供热量达1050kw，制热系数达2.5.1937年在日本的大型建筑内安装了两台采用194kw透平式压缩机的带有蓄热箱的热泵系统，以井水位热源，制热系数达4.4。1938～1939年间瑞士苏黎士议会大厦里安装了夏季制冷冬季供暖的大型热泵采暖装置，该装置采用离心式压缩机，R12作工质，以河水作低温热源，输出热量达175kw，这热系数为2，输出水温为60℃ 在20世纪40～60年代热泵技术进入了快速发展期。在欧洲1937～1941年期间各种热泵装置应用于学校、医院、办公室和牛奶场。20世纪40年代后期出现许多更加具有代表性的热泵装置的设计，1940年美国已安装了15台大型商业用热泵，并且大都以井水为热源。到1950年已有20个厂商及十余所大学和研究单位从事热泵的研究，各种空调与热泵机组面试。当时拥有的600台热泵中，约50%用于房屋供暖，45%为商用建筑空调，5%用于工业。1950年前后美、英两国开始研究采用地盘管的土壤热源热泵。通用电气公司生产的以空气为热源，制热与制冷可自动切换的热泵机组打开了局面，作为一种全年运行空调机组进入了使热泵的生产形成了一个高潮。到20世纪60年代初，在美国安装的热泵机组已达8万台。然而，在这段时间由于美国的冬夏两用热泵机组产品增长速度过快造成制造、安装、维修及运行等方面没有跟上，出现了美国热泵发展史上重大的挫折，直到20世纪70年代中期产量才获得了恢复。尽管如此，在此期间，在全世界范围内还是扩大了热泵的应用。日本、瑞典和法国等国家生产了室外空气为热源的小型家用热泵，英国和德国更注重把大型热泵装置用于商业和公共建筑物的热回收系统中。 20世纪70年代以后热泵技术进入成熟期。美国1971年年产8.2万台热泵装置，到1976年达30万台/年，1977年跃升为50万台/年。而日本后来居上，1977年产量已超过50万台。据报道，1976年美国已有160万套热泵在运行，1979年约有200万套热泵装置在运行。联邦德国1979年约有5000个热泵系统正常使用。至1996年美国的空气源热泵年产量就达114万台。日本1996年热泵型房间空调器年产量达700万台，商用热泵空调器产量达75万台。而热泵用于区域