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1、第五章 烘燥机教学内容】第一节烘燥机的基本原理第二节烘筒烘燥机第三节热风烘燥机第四节红外线烘燥机【授课时间】8 学时【教学重点】三种烘燥机的传热方式及其优缺点【教学难点】烘燥的基本原理【教学目标】掌握烘燥的基本原理，掌握烘筒烘燥机、热风烘燥 机和红外线烘燥机的工作原理、传热方式及其优缺点。了解烘燥机、 热风烘燥机和红外线烘燥机的使用及保养。【教学手段】多媒体教学【教学过程】概述烘燥是采用热能汽化的方式脱除湿织物上的残余水分 ,使织物中 的水分降到自然回潮率以下的过程。烘燥机是印染设备中重要的通用单元机。在染整过程中，织物需 经多次烘燥，如：漂白与丝光之间，丝光与染色之间，烘燥可避免降 低碱液或
2、染液浓度；印花后烘燥可防止搭色；烘燥可防止树脂或染料 的泳移。第一节 烘燥机的基本原理一、烘燥机的类型按烘燥方法的不同分为：烘筒烘燥机、热风烘燥机和红外线烘燥 机。烘燥机的生产效率直接影响染整设备的高速、高效和连续化运 行，烘燥的热能消耗在整个染整生产过程热能总消耗中占有很大比 重。要合理选择烘燥方法、提高烘燥机的生产效率、降低加工织物烘 燥的热能消耗。二、烘燥的基本原理1、烘燥的全过程必须具备两个条件:使织物中水分蒸发所必需的热量为带走蒸发水分所必需的水蒸气分压力梯度 当以上两个条件协调一致时，可达到最佳的烘燥效果。2、织物温度水分及烘燥速度与时间的关系曲线： 升速烘燥区织物进入烘燥机时，温
3、度为eic,含水分di；经过烘燥时间T1 后，织物温度上升到0 2C，水分降为d2；在T1时间段，给予织物 的热能大部分用于织物升温，为汽化湿织物水分消耗的很少,d2dl。恒速烘燥区织物温度达到9 2C后，正式开始烘燥。在T2时间段，给予织物的热 量几乎全部用于蒸发织物的水分，使它从d2降到d3,而织物的温度 。3心。2。织物的烘燥过程大部分是在恒速烘燥区完成的。降速烘燥区织物水分达到 d3 后，接近临界值，烘燥速度就降低，织物温度 继续上升至0 4C，织物含水率达其临界值d4,烘燥过程中止。烘燥曲线具有梯形特征。三、烘燥过程中的热交换方式1、热传导 当高温物体与低温物体直接相接触时，热量由高
4、温物体传递到低温物体，或在同一物体中，热量由高温部分传递到低温部分的物理过 程称为热传导。烘筒烘燥机是利用加热的金属表面与织物表面相接触而传递热 量，汽化织物中的水分，对织物进行烘燥。2、热对流当流体一部分受热时，因其密度变化而发生流动，从而引起热量 的传递，称为热对流。热风烘燥机、焙烘机及热定形机是利用加热的空气吹向织物表面 而传递热量，从织物汽化出来的水分，仍然由这些热气带走。3、辐射 以电磁波形式通过空间进行热量转移的过程，称为辐射传热。 在烘燥机中，一般采用红外线或远红外线等辐射线来进行辐射传 热。四、三种烘燥机的对比烘燥机传热 方式优点缺点烘筒 烘燥机热传导烘燥效率高（与热风比） 机
5、器结构紧凑、占地面积较少 损失热量少烘燥不匀织物受张力较大热风 烘燥机热对流烘燥作用均匀而缓和织物受张力小温度高，可用于热定型和焙烘热能消耗大红外线 烘燥机辐射加热温度咼、烘燥质量好 结构简单、占地面积小、操作方便耗电量大第二节烘筒烘燥机、烘筒烘燥机的类型及使用1、烘筒烘燥机的类型按烘筒的排列形式分为：卧式、桥式和立式卧式烘筒烘燥机产生的湿热空气易排出发散，不致影响其他烘筒的烘燥能力。安 装、检修、穿布和操作都比较方便。占地面积较大，故很少使用。 立式烘筒烘燥机使用最广泛。有单柱、双柱、三柱和四柱等几种类型，每对立柱 上安装 8个、10 个或12个烘筒。 桥式烘筒烘燥机是立式和卧式两种烘筒烘燥
6、机组合而成的。结构紧凑，但复杂， 安装、检修和操作较为困难。排除废气较为困难。较少使用。2、烘筒烘燥机的使用及工作原理烘筒使用的加热蒸汽，由蒸汽总管通入烘燥机的空心立柱（或槽式矩形立柱旁边的蒸汽管），分别引入各只烘筒。每根进汽端的立柱（或进汽管）上都装有调节阀、安全阀和压力 表各 1 只，当单位面积上蒸汽压力超过规定压力时，安全阀便会自动 开启，放出超压的蒸汽。进入烘筒内的蒸汽，将热量传递给围绕于烘筒表面的含湿织物 后，蒸汽由于散失了热量而冷却成水，冷凝水由排水斗或虹吸管排出 烘筒，进入排水端的立柱（或出水管），经疏水器（即回汽管）而排 出机外，防止了水和汽同时排出。开冷车时，应避免蒸汽管内的
7、蒸汽进入烘筒迅速冷却而造成烘筒 吸瘪事故。二、烘筒烘燥机的结构组成及各部分的作用烘筒烘燥机由进布架、轧车、立柱、烘筒、扩幅装置架、传动装 置、管道及疏水器等部分组成。1、烘筒简介烘筒是烘筒烘燥机的主要部件之一，直径统一为570mm,工作 幅度有 1100mm、1200mm、1600mm、2800mm 等。织物在烘筒上围 绕包角一般为 25002600。印花机上也有用大烘筒的，其直径为 150mm 、2134mm、2438mm。 分类按材料分：紫铜烘筒和不锈钢烘筒按排除冷凝水装置分：水斗式和虹吸式水斗式紫铜烘筒筒体用 23mm 的紫铜板卷成，筒体两端用红套箍把闷头和筒体 连接在一起，再用螺钉把法
8、兰空心轴固定在闷头口上。烘筒的非传动 端闷头上将有空气安全阀，防止烘筒内产生负压（如开冷车或停车 时），把筒体压坏（俗称“吸瘪”）水斗用23mm紫铜板制成，用来排除烘筒内的冷凝水。刮水板焊在筒体内壁上，与水斗体联接的锥形出水管插入法兰空 心轴的孔道中。冷凝水因自身重量而集中在烘筒的下部。当水斗随烘筒回转至下 部遇水时，水被刮水板刮入水斗内；当水斗随烘筒继续回转至上部时， 水又因自身重力的作用，经锥形出水管排出筒外。这种水斗式排水装置只适用于转速较低的烘筒。经过简单的计 算，可知其工作的极限转速为 56r/min。虹吸式紫铜烘筒 与水斗式的主要差别在于排水方式。水斗式依靠冷凝水和自重排 水；而虹
9、吸式利用虹吸管排水。虹吸管是一根一端弯曲的黄铜管，其弯曲端与烘筒内壁保持一定 间隙。开车时，筒内积存的冷凝水由蒸汽压入虹吸管，以后，依靠虹吸 作用和蒸汽压力，就可不断把冷凝水排出筒外。虹吸管弯曲端与烘筒内壁的间隙越小，运转中筒内残留的冷凝水 也越少，烘燥效率就越高。但是，由于虹吸管另一端固定在进气盖端，形成较长的悬臂，刚 性较差，为防止擦伤筒壁，一般距离控制在58mm。虹吸式不锈钢烘筒优点： 轻巧而耐腐蚀，强度大，易于做清洁工作。在相同的烘燥条件下， 紫铜烘筒的车速可比不锈钢烘筒提高 10左右。缺点： 由于不锈钢的导热系数比紫铜小得多，烘燥效率较低。2、烘筒轴承 作用：支承烘筒，对引入烘筒内的
10、蒸汽或排出筒外的冷凝水起到 密封作用。柱面密封型烘筒轴承 蒸汽经轴承座的进汽孔，直接进入烘筒轴头内孔。调节压紧螺钉， 通过压盖压紧圆柱形橡胶垫，造成径向收缩，与轴头形成转动的圆柱 形密封。这种密封对轴头的转动阻力较大，增加了传动功率的消耗。由于它结构简单，加工、保养及检修都较方便，安装要求也不高， 因此，虽然比较陈旧，目前仍在使用。平面密封型烘筒轴承（一）采用固体润滑材料的端面密封，并将烘筒轴头的支承由前面的滑 动轴承改为滚动轴承，提高了传动效率。蒸汽从蒸汽盖经弹簧压盖进 入烘筒轴头内孔。转动平面密封主要在塑料石墨压铸件与密封环间形成。两接触端 面有粗糙度，并配合研磨，透光检查，用弹簧把它们压
11、紧密封。圆形橡胶密封圈使铸塑件与进汽头壳体密封，并使它不随轴头转 动；另一圆柱形密封圈则使密封环与轴头密封，并使它随轴头转动。 转动密封环则是防止滚动轴承的润滑脂溢漏。 平面密封型烘筒轴承（二）依靠弹簧和压圈，压紧平面密封环，使它紧贴轴头端面而形成密 封。这种密封适用于转速较低的水斗式烘筒。环形密封圈的作用是防止蒸汽从蒸汽导管的外圆漏出。 球面密封型烘筒轴承它安装在烘筒滚动轴承的外部，由密封管与烘筒轴头 （图中未画 出）用螺纹紧密联接。蒸汽由进汽盖经密封管进入烘筒轴头内孔而入烘筒，球面密封环 依靠弹簧与固定球面密封环紧密接触，形成球面转动密封。3、疏水器 俗称回汽甏，又叫阻汽排水阀。用途：在排
12、除冷凝水的同时，防止蒸汽泄出，提高传热效率，节 约蒸汽。种类：很多，常用的有浮筒式疏水器、钟形浮子式疏水器、偏心 热动力式疏水器。 浮筒式疏水器 当冷凝水和蒸汽进入疏水器时，水的浮力使浮筒上升，截止阀关闭，水蒸气无法排出，如图516（a）所示。随着冷凝水的不断流入，水位逐渐升高，到超过浮筒的上沿时，即溢入浮筒，如图516(b)所示。当浮筒中冷凝水的重量超过浮筒所受的浮力时，浮筒下沉，截止 阀被打开，浮筒中的冷凝水在蒸汽压力下经套管、截止阀和调节阀排 出，如图516(c)所示。当排出一定量冷凝水后，浮力又使浮筒上升而关闭截止阀，进行 第二次循环。这种疏水器结构可靠，几乎没有蒸汽泄漏，且不需加双滤
13、器。但 它体积大，笨重，是间歇排水。钟形浮子式疏水器由壳体、上盖、双金属弹簧片、阀门、吊桶(即钟形浮子)及连杆 等组成，借助于双金属弹簧片受热弯曲的特性来阻汽排水。 当蒸汽和冷凝水通过疏水器底部的滤网进入疏水器时，蒸汽压力 使吊桶浮起，通过连杆，带动阀瓣将阀座关闭，阻止蒸汽泄漏。同时，双金属弹簧片被加热弯曲，至95C时，弹簧片端部的盖 把吊桶上的排水孔关闭，使桶内压力增大，内外出现水位差，如图5 18(a)所示。随着冷凝水不断流入，部分蒸汽冷凝，桶内蒸汽由小孔排出，桶内汽压下降，水位上升，如图518(b)所示。当水位达到一定位置，双金属片冷却收缩，排水孔阀盖打开，冷 凝水大量进入桶内，吊桶由于
14、自重增加而下沉，通过连杆，将阀瓣打 开，排出冷凝水，如图518(c)所示。然后，再进行第二次循环。这种疏水器起动可靠，能连续排除冷凝水，动作性能好，结构简 单，体积小。但是，要加强维修保养。 偏心热动力式疏水器 由上盖、壳体、阀片、阀座、滤网等构成，利用热动力学原理借 助于阀片受压的变化来阻汽排水。这种疏水器的性能比较好，疏水量大，结构简单，体积小，使用 寿命长，维修方便。当冷凝水经滤网流进入口管道A,到阀片下方时，由于变压室D、 环形槽 B 和出口管道 C 中是大气压或低压，在蒸汽压力的作用下， 冷凝水顶开阀片，经环形槽B,从出口管道C中流出，如图520(a) 所示。当蒸汽进入疏水器的瞬间，
15、因出口 C 较入口 A 小，蒸汽遇阻即 沿阀片的边缘进入变压室D，如图520(b)所示。蒸汽不断流入变压室，使室内压力增大。同时，蒸汽沿环形槽高 速流向出口 C 时，根据热动力学原理，将出现一个较周围为负压的区 域，阀片下方的压力将小于其上方，再加上阀片自身的重量，阀片将 迅速下落，关闭通道，阻止了蒸汽的继续泄出，如图520(c)所示。当冷凝水再次流入疏水器时，再进行上述的循环。 疏水器的选择主要从工作温度、工作压力和排水量等方面考虑。 疏水器安装注意事项 疏水器维修保养 提高烘燥效率采取的措施 烘筒烘燥机的效率通常以单位时间内每平方米有效烘燥面积上所能汽化织物内水分的质量来标志的，一般为11 kg/(m2 h)。(1) 适当增大进汽压力，提高烘筒温度，从而加快织物表面热交换 速度和内部传递速度。(2) 迅速有效地排除烘筒中的冷凝水。可减少筒内水层厚度，有利 于传热。(3) 向被烘织物汽化表面吹风。水分自被烘织物自由表面汽化时， 在织物表面形成呆滞的水气层，不利于织物内水分继续向自由表面扩 散。向这个区域吹风，可
