烘干室設(shè)計與計算方法

1、烘干室設(shè)計與計算方法傳導(dǎo)（烘干室的爐體設(shè)計）、對流（熱風(fēng)方式加熱）、輻射（紅外加熱）是熱力學(xué)三種傳遞熱量的方式。對流、傳導(dǎo)可用下式表示：Q=U*A*TQ所需的熱量；U熱導(dǎo)率；A面積（面積比例）；T爐內(nèi)空氣溫度與被涂物的溫度差（溫差比例）烘干室實際熱效率：被涂物實際帶出的熱量N= 100%運轉(zhuǎn)時所需的全部熱量對流式熱風(fēng)式烘干室的熱效率/%加熱方式直通式橋式加熱方式直通式橋式直接加熱10252540間接加熱10202035設(shè)計依據(jù)1、 烘干室的類型。如直通式或橋式、單行程或多行程、地面輸送或懸掛輸送、連續(xù)式或間歇式等。2、 最大生產(chǎn)率（kg/h）或被涂物數(shù)量（臺/h）。3、 被烘干物的最大外形尺寸

2、（mm）、裝掛方式和質(zhì)量(kg)，規(guī)格型號長度L（前進方向）寬度W高度H。4、 輸送機特性。輸送速度（m/min）、移動部分質(zhì)量（含掛具，kg/h）和運轉(zhuǎn)方式。5、 被烘干涂膜的類型（如電泳涂膜、水性涂料涂膜、粉末涂膜或有機溶劑型涂膜等）進入烘干室時被涂物所帶涂膜的質(zhì)量（kg/h）和所含溶劑種類及質(zhì)量（kg/h）。涂膜在烘干過程中有無分解物；分解物量即涂膜的固體分在烘干過程中的失重率（%）。6、 烘干規(guī)范。烘干溫度（C）、烘干時間（min）,最好用烘干溫度-時間曲線和范圍表示。7、 環(huán)境溫度，即車間現(xiàn)場溫度。8、 加熱方法和熱源種類及主要參數(shù)。9、 確保涂膜外觀要求措施。10、 是否要留技改的

3、余地等。11、 對廢氣處理的要求。烘干室實體尺寸計算通過烘干室的實體長度的計算 通過式烘干室的實體長度按下式計算：L=l1+l2+l3 Vt-r(n-1)l1 = nL - 通過烘干室的長度，ml1 - 烘干室加熱區(qū)和保溫區(qū)的長度，mv - 輸送機速度，m/mint - 烘干時間，minR - 輸送機的轉(zhuǎn)向輪半徑，m，注意被烘干物在拐彎處的通過性n - 行程數(shù)，當(dāng)單行程時n=1，則l1= vtl2和l3分別為烘干室的進、出口端，直通式一般為l2=l3橋式或“”字型烘干室，l2和l3應(yīng)根據(jù)輸送機升降段的水平投影來確定。烘干室實體寬度的計算 烘干室的實體寬度按下式計算： B=b+(n-1)*2R+

4、2（b1+b2+）式中 b 被烘干物的最大寬度，mb1 被烘干物與循環(huán)風(fēng)管的間距，mb2 風(fēng)管的寬度，m 烘干室保溫壁板的厚度，一般取 = 0.080.15m。n和R與烘干室實體長度計算式相同。烘干室實體高度計算 烘干室實體的總高度按下式計算： H = h +h1 +h2 +h3 +h4 +2式中h 被烘干物的最大高度，mh1 被烘干物頂部至烘干室頂板間距，mh2 被烘干物底部至室底板間距，一般h2=0.30.4mh3 底部風(fēng)管或地面輸送機通過高度，如沒有則h3=0；h4 橋式和“”字型烘干室離地面的高度，一般h4 =33.2m，如果是直通式，則h4 =0； 底板和頂板保溫壁板厚度，一般 =0

5、.080.15m。烘干室進、出口端門洞尺寸計算 門洞寬度 b0 ( m ) b0 = b + 2b3 門洞高度 h ( m ) h = h + h5 + h6式中 b 被烘干物的寬度，m；h 被烘干物的高度，m；b3 被烘干物與門洞側(cè)邊的間隙，一般b3 =0.10.2m；h5 被烘干物與門洞下側(cè)邊的間隙，h5 = 0.10.2m；h6 被烘干物與門洞上側(cè)邊的間隙，h6 = 0.80.12m。烘干室的熱量計算需計算升溫時間（從啟動到達到設(shè)定溫度的時間）內(nèi)的熱量，和生產(chǎn)運行每小時必要的熱量，根據(jù)計算結(jié)果決定加熱器（如燃燒器）的容量和循環(huán)風(fēng)機的容量。升溫時的熱量 使烘干室內(nèi)溫度達到設(shè)定溫度的升溫時間

6、在運轉(zhuǎn)上是必要的，升溫時的熱量計算如下： 烘干室本體加熱量Q1 = 鐵的比熱容 與烘干室有關(guān)的質(zhì)量 （室溫）； 風(fēng)管系統(tǒng)加熱量 Q2 = 鐵的比熱容 與風(fēng)管有關(guān)的質(zhì)量 （室溫）； 烘干室內(nèi)輸送鏈加熱量Q3 = 鐵的比熱容 輸送鏈質(zhì)量 （室溫）； 烘干室內(nèi)空氣加熱量 Q4 = 空氣的比熱容 室內(nèi)空氣質(zhì)量 （室溫）； 排出空氣加熱量Q5 = 空氣的比熱容 升溫時排出空氣質(zhì)量 （室溫）。升溫時所需要總熱量QH = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 ;升溫時間在冬夏季有較大不同，因此有必要隨季節(jié)變動烘干室的啟動（點火時刻）。生產(chǎn)運行時的熱量 被涂物加熱量Qa = 鐵比熱容每時被涂物質(zhì)量（烘

7、干室內(nèi)溫度-入口溫度）； 掛具加熱量Qb = 鐵比熱容每時通過掛具質(zhì)量（烘干室內(nèi)溫度-入口溫度）； 涂料蒸發(fā)的加熱量Qc = 溶劑蒸發(fā)的加熱量； 烘干室實體散熱量Qd = 實體面積 散熱系數(shù) （風(fēng)管外壁溫度-室溫）； 風(fēng)管散熱量 Qe = 風(fēng)管面積 散熱系數(shù) （風(fēng)管外壁溫度-室溫）； 排氣熱損失量Qf=空氣比熱容每時排放空氣質(zhì)量（風(fēng)管外壁溫度-室溫）; 烘干室出入口的熱損失量Qg = 空氣的比熱容 平均風(fēng)速 開口部面積 （風(fēng)管外壁溫度-室溫）。生產(chǎn)運行時所需要的總熱量QR = Qa + Qb + Qc + Qd + Qe + Qf + Qg 考慮安全因素，在總熱量QR上需增加30%50% 安全

8、系數(shù).鐵的比熱容標(biāo)態(tài)下空氣定壓比熱容水的比熱容0.45103J/kg1.004103J/kg4.2103J/kg當(dāng)采用間接加熱時，除上述負荷外，還有加熱交換器，燃燒爐材料的熱負荷。以上算出的升溫時和生產(chǎn)運行時所需的熱量，在設(shè)計時，必須選用比QH和QR都大的加熱裝置。烘干室計算熱功率經(jīng)驗公式：當(dāng)爐溫為180場合 烘干室容積3860=Q180(104cal / h) 烘干室( L W H )當(dāng)爐溫為140場合 烘干室容積2.2860=Q140(104cal / h)循環(huán)風(fēng)量計算計算對流式烘干室的循環(huán)風(fēng)量時，以上述所需熱量為基準(zhǔn)，如果在升溫時單位時間內(nèi)和運轉(zhuǎn)時所需熱量差額大時，一般情況下以最大值為基

9、準(zhǔn)。即： Q Vc= cv60T式中 Vc 必要循環(huán)風(fēng)量，m3/min 空氣的密度，kg/m3Q 所需熱量，kJcv 空氣的體積熱容，kJ/(m3)t 循環(huán)空氣的最高和最低溫度差，即燃燒器或熱交換器出入的溫度差， 循環(huán)風(fēng)量的溫度差t小，風(fēng)量就大，一般設(shè)計時，以下面的爐內(nèi)溫度與t值的關(guān)系較好：爐內(nèi)溫度200左右150左右t值70804060某公司在設(shè)計汽車車身用大型對流式烘干室時，所采用的循環(huán)空氣在循環(huán)前后的溫度差的經(jīng)驗值為：2050；保溫區(qū)：520由所需熱量計算出循環(huán)風(fēng)量后，再探討與爐內(nèi)循環(huán)次數(shù)的關(guān)系。即： n=vc/V1n 爐內(nèi)循環(huán)次數(shù)，次/minvc 循環(huán)風(fēng)量，m3/minV1 爐內(nèi)容積，

10、m3n值太大，循環(huán)風(fēng)機的功率要大，按比例所需的風(fēng)管也要大；n值太小，t值就大，使熱源裝置的設(shè)計和烘爐的控制產(chǎn)生困難。一般n值以2到7次/min較為適當(dāng)，被烘干件為結(jié)構(gòu)簡單的薄板件n可小些；如果結(jié)構(gòu)復(fù)雜，n可選大些，在烘爐中，n值為10次/min左右。當(dāng)選定循環(huán)風(fēng)機時，以上述計算的VC值作為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時的風(fēng)量，并要求考慮選用與由循環(huán)管等因素產(chǎn)生的阻力相當(dāng)?shù)娘L(fēng)壓送風(fēng)機。在實際場合，為要得到所期望的風(fēng)量，還必須考慮風(fēng)管的長短，吹出口和吸入口的彎曲，吸入方的抽力和過濾器阻塞所產(chǎn)生的阻力，選用時也應(yīng)留有余量。為防止烘干室內(nèi)引起火災(zāi)爆炸，必須排氣，在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)溶劑的濃度必須控制在爆炸下限值（L.E.L）以下

11、。一般排氣濃度應(yīng)在爆炸下限值的1/4到1/10。從溶劑的相對分子質(zhì)量來判斷保持溶劑濃度在安全限制以下所需的排氣量為： W=(22.4/相對分子質(zhì)量) m（100）安全率式中 W 烘干室內(nèi)的排氣量，標(biāo)準(zhǔn)m3/hM 爐內(nèi)蒸發(fā)溶劑的密度，kg/L 爆炸下限值。烘干室內(nèi)的排氣量除上述外，還要加上直接加熱型燃燒時使用的空氣量、燃燒氣體生成量和被涂物帶進的空氣量等。烘干室內(nèi)的溶劑，大部分將在烘干的初期蒸發(fā)出來（升溫區(qū)）這時間大約是5至10分鐘，故排氣裝置應(yīng)設(shè)置在溶劑蒸氣濃度高的地方。 烘干室設(shè)計和計算方法舉例 設(shè)計基礎(chǔ)資料被涂物：金屬制品；尺寸：600mm100mm1200mm；質(zhì)量：15kg輸送鏈和掛具

12、質(zhì)量：10kg;掛距：1.5m;輸送鏈速度：1.5m/min；生產(chǎn)綱領(lǐng)：10000個/月確認烘干時間：20min（通過烘干室的時間，含升溫時間和保溫時間）烘干溫度：160。 熱源：液化石油氣。 設(shè)計程序烘干室室體設(shè)計。通過時間20min輸送鏈速度1.5m/min=30m;取橋式出入口都為4m。直線長度為40m，選用雙行程，長度20m。如確定斷面面積就可以決定烘干室的尺寸。加熱方式的選定。燃料用天然氣和液化石油氣；采用直接熱風(fēng)循環(huán)，熱風(fēng)從下部吹入，上部吸出。循環(huán)風(fēng)機的能力確定。烘干室內(nèi)容積200m3；循環(huán)次數(shù)：2次/min，應(yīng)選用風(fēng)機的能力：400m3/min;靜壓：500Pa。循環(huán)風(fēng)機和機種選

13、定。查出吸入口和吐出口的尺寸。因耐熱性軸承部分采用空冷式(如有250以上，使用水冷式軸承部件)。故燃燒空氣溫度最高為250以下。燃燒機種的選定。燃燒器：按熱量計算選用容量為1000MJ/h的空氣加熱形式?？刂品椒ǎ罕壤刂疲≒ID）。決定過濾器的方式。在循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計過濾箱，插入耐熱過濾器。烘干室吹風(fēng)設(shè)計（500mm250mm）鋁制金屬過濾網(wǎng)。熱量計算例 本例計算結(jié)果是生產(chǎn)運行時的熱量計算結(jié)果，合計500MJ。項目熱量/MJ百分比/%項目熱量/MJ百分比/%被涂物加熱7515風(fēng)管散熱8016輸送鏈、掛具加熱7515補充空氣加熱6012溶劑蒸發(fā)306出口排氣熱損失6012爐體散熱12024合計50

14、0100燃燒器選用1000MJ,可見有100%的富裕。升溫時間按前文總熱量考慮：冬季場合為40min；夏季場合為30min。設(shè)計規(guī)格說明書舉例 由上述結(jié)果編制的烘干室設(shè)計書項目規(guī)格型號機器配件本體尺寸L15mW3mH3m，出入口（氣封室）5m內(nèi)壁板：1.0厚的鍍鋅鋼板外板：0.6厚的鋼板保溫層：150mm厚的玻璃棉（原保溫層厚為100mm）燃燒裝置燃燒器液化石油氣用，1000MJ/hA公司燃燒風(fēng)機10m3/min2MPa0.75kWB公司燃燒爐臥式循環(huán)形式循環(huán)風(fēng)機400 m3/min500Pa5.5kW，限載空冷式C公司循環(huán)風(fēng)管尺寸600mm900mm，30m長材質(zhì)內(nèi)外板：0.6mm厚的鍍鋅板

15、保溫層：50mm厚的玻璃棉過濾器材質(zhì)（500mm500mm100mm）20枚，玻璃纖維制D公司溫度控制比例控制PID控制儀，(1605) 涂裝設(shè)備估價辦法涂裝設(shè)備生產(chǎn)線應(yīng)包括以下費用：外購件費、自制件費（材料費和制作加工費）、運輸費、安裝調(diào)試費、管理費、利潤、稅金、設(shè)計和技術(shù)服務(wù)費（含售后）等。外購件：(如風(fēng)機、泵、閥、燃燒器、電泳涂裝的直流電源、UF裝置、換熱器、制冷機組、標(biāo)準(zhǔn)件、五金件、電氣元件和控制儀器儀表等)。外購件在涂裝設(shè)備造價中占較大的比重（前處理設(shè)備中占50%左右，噴漆室占33%左右，烘干室占40%左右，陰極電泳設(shè)備占70%以上）。自制件：（如巖棉、玻璃、油漆、密封材料、玻璃鋼材

16、料等）材料費和制作加工費，所消耗金屬材料的總重量（毛重）單價。按圖紙計算出的材料重量或制成品所稱的重量稱為凈重。一般毛重比凈重大5%10%（平均為7.5%）。制作加工費，有的公司以材料費的30%計算，有的公司按不同材質(zhì)收取。運輸費按路程遠近、貨物形狀、運輸方式計算。安裝調(diào)試費按自制件費用加外購件（設(shè)備）費用之和的8%10%計算。增值稅僅按增值部分，即扣除材料費和外構(gòu)件費后，所余留的制造加工費、安裝調(diào)試費、運輸費、管理費、設(shè)計費、利潤之和的17%計算。涂裝設(shè)備價格計算方法：分項詳細計算法、綜合計算法和預(yù)算采取的估價法。分項詳細計算法項目費名項目計算方法各公司收費標(biāo)準(zhǔn)備注江浙廠江浙公司東北廠東北公

17、司1材料費A毛重單價A100%A100%A100%A100%2外購件費B市場價的總和B100%B100%B100%B100%3制作加工費C一般A30%A(SUS)(30%40%)A(A3+Zn) 50%A30%A40%A3,2500SUS75004安裝調(diào)試費D(A+B+C) (8%10%)(A+B) 8%安裝（A+B+C）8%調(diào)試（A+B+C）2%(A+B) 5%(A+B+C) 10%5管理費E(A+B+C+D) (3%5%)(A+B+C+D) 5%(A+B+C+D+E+F)3%(A+B) 3%(A+B) 5%6利潤F(A+B+C+D) (5%8%)(A+B+C+D) 8%(A+B+C+) 5%A4%(A+B+C+D+E) 8%7運輸費G按實結(jié)算按實結(jié)算按實結(jié)算(A+B) 5%(A+B) 5%8稅金H增值稅（C+D+E+F+G）17%(A+B+C+D+E+F) 5.5%(C+D+EF+G) 17%(C+D+E+F+G) 17%地稅上7項之和2.13%B3%9設(shè)計費合計報價A+B+C+D+E