多通道烘缸结构参数对烘缸传热性能的影响-中国造纸学报.pdf

中 国造纸 学报 多通道烘缸结构参数对 烘缸传热性能的影响 严 彦 董继先 汤伟 史 韵 陕西科技大学机电工程学院 陕西西安 摘 要 提出了多通道烘缸内部结构的设计方法 分析了多通道烘缸结构参数对蒸汽冷凝传热及流动特性的影响 首先指出通道数 量 高宽比和间隔比等参数与通道宽度 高度和当量直径等结构参数的关系 然后引入冷凝传热系数实验关联式及均相流模 型 分析了结构参数对多通道烘缸蒸汽冷凝传热系数和沿程阻力的影响 结果表明 通道数量 高宽比和间隔比对蒸汽冷凝传热系 数及沿程阻力的影响较大 综合分析结果表明 当通道数量为 高宽比为 及间隔比为 时 多通道烘缸的整体 性能最好 关键词 造纸机 多通道烘缸 冷凝传热 关联式 中图分类号 文献标识码 文章编号 造纸工业是一个与国民经济和社会发展 人民生 通道的传热行为相似 因此 等人选取 个水平 活息息相关的工业 研究显示 纸张消费量增长趋势 通道来测定管内蒸汽冷凝传热系数随蒸汽压力 质量 与国民经济增长趋势基本平行 在发达国家 纸张消 流速以及入口干度的变化情况 通道的截面为矩形 费量的增长速度与国内生产总值的增长速度基本持 宽度 高度 通道长度 结果 平 近年来 随着我国经济飞速发展 消费者对纸品 显示 夹层多通道烘缸的平均蒸汽冷凝传热系数可达 的需求量逐年增加 是传统烘缸蒸汽冷凝传热系数的 造纸生产过程中 干燥部是能耗较多的工段 如 倍 取决于传统烘缸中有无扰流板 何降低干燥部能耗 提高烘缸干燥效率是造纸工业亟 待解决的问题 传统的干燥方式是将蒸汽通入旋转烘 缸内并在其中冷凝放热 通过烘缸壁将热量传递给紧 贴在烘缸外壁的纸幅上 以干燥湿纸幅 作为干燥部 的主要干燥部件 传统烘缸存在的最大问题是蒸汽冷 凝所产生的冷凝水 未及时排出的冷凝水在烘缸内聚 积 当冷凝水聚积较多且车速较高时便会形成水环 水环的导热系数仅为铸铁烘缸壁导热系数的 图夹层多通道烘缸示意图 这将增大烘缸的热阻 降低烘缸的干燥效率 从而使 干燥部能耗增大 董继先等 基于等人的夹层多通道烘缸结 构创新设计了一种无虹吸管多通道烘缸 如图 所 为解决这一问题 等人 设计了一种夹层 多通道烘缸 如图 所示 在夹层多通道烘缸中 蒸 示 董继先等同样在烘缸内壁附设了许多细小通道 汽由进气管进入烘缸内筒 在蒸汽压的推动下 从烘 但与等人设计的夹层多通道烘缸的主要区别是 缸另一端的开口处进入夹套内 并在夹套内冷凝放热 蒸汽由进气口直接通入通道内 且通道与轴线之间形 而干燥纸张 极大地提高了烘缸传热效率 由于所有 成一定夹角 当蒸汽从通道中流过并在其中冷凝放热 收稿日期 基金项目 国家自然科学基金 无虹吸管多通道烘缸流体流动及干燥机理的研究 陕西省重点科技创新团队资助项 目 陕西省自然科学基础研究计划重点项目 作者简介 严彦 女 年生 在读博士研究生 主要研究方向 造纸机干燥部节能降耗 多通道烘缸结