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1、农业工程学院毕业设计说明书小型移动式无泄漏微波干燥机摘要此次设计的是小型移动式无泄漏微波干燥机，设计的主要内容为方案的选择与确定，主要结构的设计，具体尺寸的计算以及干燥工艺的分析和选择。主要设计的结构包括干燥室、进风装置、排风装置、排料装置、螺旋输送器、传动系统和行走装置。该干燥机的设计方案是通过查阅相关资料以及做出各方案的结构简图，通过比较确定的。主要部件的结构与尺寸是在方案确定后根据设备各参数和具体工作要求确定的。微波干燥机的主要组成部分有波发生器、波导装置、微波干燥器、排湿冷却装置、传动系统、控制系统与安全保护系统等部分,其核心部件就是微波发生器和波导装置。此设备的特点是能够防止微波泄漏
2、和能够被牵引行走。小型微波干燥机每天(24小时)可以干燥两吨多粮食。主要针对农村地区从事农业生产，它的其结构简单，制造成本低，所以能够使广大消费者接受。关键词：微波，干燥，无泄漏，可移动，干燥装置目录摘要1第一章绪论51.1研究小型移动式无泄漏微波干燥机的目的与意义51.2微波干燥的基本原理61.3微波干燥的特点71.4微波干燥系统81.5国内外同类研究的概况91.6移动式无泄漏微波干燥机的发展前景10第二章设计方案的确定122.1微波干燥机方案的选择122.2干燥速度的计算142.3干燥工艺路线的确定152.4干燥机提升机方案的选择152.5小型移动式微波干燥机的工作过程16第三章各部件的尺
3、寸确定与相关计算183.1干燥设备主要零件183.1.1干燥室与进风装置183.1.2进料口与出料口193.1.2机架尺寸的确定213.1.2设备的总高度213.2螺旋输送器各个参数的确定223.2.1 螺旋叶片直径以及螺旋轴转速计算223.2.2 螺旋螺距的确定253.2.3 螺旋轴直径的确定253.2.4 螺旋叶片的确定263.2.5 螺旋输送机外壳的设计273.2.6 螺旋输送机功率计算283.3技术经济指标的相关计算29第四章主要部件的校核304.1底盘车梁的校核30第五章结论32参考文献34致谢36第一章 绪论移动式微波干燥机以电力为能源，较为清洁无污染，生产成本也较低。可以随工作地
4、点的转换进行机动，因为体积小且较灵活所以能够适应我国大部分农村地区。1.1研究小型移动式无泄漏微波干燥机的目的与意义在当今的社会科技在不断的进步，人们的生活水品也因此得以不断提高。然而粮食是关乎国民命脉的物质基础，人们参与的所有社会活动都要在解决温饱的前提下进行，所以保证粮食的安全就变得至关重要了。但是直到今天粮食安全仍然受到众多因素的威胁，其中一个主要因素就是因潮湿引起的霉变，因此发展粮食干燥设备势在必行。虽然现在市场中有众多的粮食干燥设备，但是并没有特别针对缺少煤炭燃气但电力丰富的偏远农村地区的，即使有一些干燥设备也都是以煤等污染性较强的原料作为能源，不仅工作效率低而且对环境的危害也较大。
5、而且与常规热风炉或锅炉加热干燥存在有对产品和环境的污染、安全隐患、设备锈蚀、维护费用高、使用寿命短、工作温度难以控制、操作环境恶劣等问题相比。微波干燥设备可以够轻松避免上述所出现问题，而且小型微波干燥机能量转换的效率非常之高，且很容易的使用自动化控制，这类设备一般体积较小不占地方开机和停机都很方便，温度控制比较精确。另方面微波干燥不会出现像传统干燥那样的生锈和腐蚀的问题比较适合大多数农作物产品的干燥。市场中采用微波干燥的设备大多或多或少的存在微波泄露问题，对人员可能会造成一定的危害。主要表现为对人体皮肤的灼伤，诉头晕、疲倦、头昏、健忘等症。因此防止微波泄漏也是此次设计的一项主要技术任务。微波泄
6、漏的防护势在必行，伴随着现今快速发展的微波干燥技术，无泄漏微波干燥装置在市场竞争中必然会表现出巨大的潜力。所设在设计小型无泄漏干燥机时采用了独特的全封闭微波屏蔽技术，能够很好的解决微波泄漏问题，最大程度的保护操作人员的安全。所以小型移动式无泄漏微波干燥机所具有的一系列优点必然能够在干燥领域得到广泛的应用。1.2微波干燥的基本原理微波是一种波长很短的电磁波，一般范围是一毫米到一米。微波的频率范围从300MHZ到300KMHZ。其干燥的本质是一种依靠微波介质加热的干燥。微波加热干燥的基本原理是利用微波产生了快速变化的电场是物体当中的分子在电场力作用下高速运动摩擦产热，把微波的能量直接转遍成为介质热
7、能，微波被物体吸收后，物体自生产生热，加热从物体里外同时开始，不一样的物质吸收微波的能力也不一样，这是因为物质的介质耗损。水就比较特别它的吸收能力非常好高于其他物质，所以大部分含水的物质基本都能干燥，它干燥的不但快而且均匀效果非常的好。我们都知道所有的分子都在做布朗运动，这种运动是杂乱无章的运动，水分子如果被放到微波场里面，因为水分子有极性就会收到电场力的作用快速的运动，从而摩擦生热。所以可以说微波加热有一定的选择性，介质吸收的功率与电场强度和电源频率的关系式为：= (1-1)式中表示单位体积介质在微波场内的微波功率， E 表示电场强度的有效值，表示介质的损耗角正切值，表示介质的介电常数，f表
8、示频率。依靠微波加热干燥这种方法从本质上改变了传统的加热干燥水分迁移的梯度方向，所以微波加热干燥有它特别的干燥原理。因为水是物料当中介质损耗极大的一种成分，它是最能吸收微波的能量变成热量的，因此水分的温度升高和汽化是在全部物料中一块进行的。由于在物体的外面水分蒸发使温度大幅度下降，导致物体里面的温度稍微高于外面，这时在物体的里面因为温度升高所以水分汽化变成蒸汽，物料里外的压力就变得不一样了。假如物体刚开始的含水率高，物体里面的压力升高的很快，水分就会在这个压力差的作用下不断的向外排。刚开始水含的越多，因为压力差水排的就越快，这个就像个泵似的吧水往物体的表面吸，使干燥速度提升不少。所以我们知道啦
9、，微波干燥当中里外的温差、热量的传递还有压力差方向都是一样的，所以改善了谁从物料排出来的条件，必须要比传统干燥好。在另一方面以为水的迁移压力的原因，决定了水是从物体的内部往外排，对于全部的物体来说是物体的芯先干，这就很好的解决一个传统干燥中的问题，那就是常常因为固体的表面先干表面板结硬化里面的水不容易排出来。1.3微波干燥的特点微波干燥很适合高含水的物质，也很适合很多的沿类药物还有有机溶剂的干燥。化学类的比如二氧化锰、氧化铝，以及药物灰黄霉素、四环素等。有些很容易燃烧和爆炸或者易分解不好控温的物料，使用微波干燥可谓不二的选择。 1、干燥速度非常快，干燥时间短。传统方法的干燥水分从百分十下降到百
10、分之一要用十几个小时，换成微波干燥十几分钟就能完成了；传统方法水分从百分之五下降到百分之一要用六七个小时，换成微波干燥不超过十分钟；要是水分从百分之二三十用传统方法干燥到百分之一要二十多个小时，而微波二十几分钟搞定。传统的干燥热量损失到环境和设备上的很多导致效率不高。微波就不一样了它直接对物料中的水加热能俩损失的很少，不存在上面分析的问题，所以效率是很高的。干燥设备开开就能功过也没用传统机器的热惯性,使用起来方便简单功率还能都随便调，传输的速度也能从0调节。 2、保持物料原色，干燥均匀，产品质量好。与传统方法相比它是让物体自己发热，家人更加的均匀了速度也快了不少。对于有些物质干燥的时候表面容易
11、硬化微波干燥就是更好的选择了。 3、流水线作业，操作环境好。相比传统方法微波干燥既不要锅炉管道也不要煤炭车辆，他只需要电就能工作。 4、选择性加热干燥。其加热与物料自身关系很大介电常数大的容易被加热。水有比一般物质都要大的介电常数，所以加热时能大量的吸收热量加快了水分的蒸发，提高了能量的利用效率。 5、热效率高。因为微波使物料自身发热，热量来源自物料内部损失很少所以热效率很高，可以高至百分之八十左右。6、反应灵敏。干燥机器开机后短时间就能工作。其设备所占的空间很小噪声也很小，仅仅两三个人就可以开动整套的设备。同样也能与其他设备一起组合形成生产线，提高生产效率。微波干燥也有其缺点，首先微波干燥的
12、费用比较高。再者，泄露的微波对人是有伤害的，特别是对于人体的睾丸和眼睛，所以必须加强防护措施。1.4微波干燥系统根据微波干燥的基本原理，微波干燥系统主要由控制系统、发生器、波导、微波干燥器、排湿冷却装置、传动系统、以及安全保护系统等部分组成如图微波发生器波导干燥器排湿冷却装置控制系统传动系统图1-1 微波干燥系统组成示意图微波发生器是干燥设备的核心，它的作用就是产生微波；至于博导装置顾名思义就是传导微波的了；干燥器也叫干燥室是让物料吸收微波的地方，在这个地方微波能量就会变成物料的内能，物体里面的水分被蒸发达到干燥的目的；排湿冷却装置的作用就是其一排除水蒸气加速蒸发其二就是冷却物料防止因为温度过
13、高破坏物料。1.5国内外同类研究的概况微波真空干燥技术的研究开始于上世纪的七八十年代，最开始主要有英国，美国，等一些发达国家微波干燥的奇缘就要追溯到上世纪的四十年代，但是他的大量被应用要发生的晚二十年。其发展在后来他别的迅速因为其有独特的优势。外国在很多方面都使用包括轻工业，药业，食品加工，农业，化工等。微波可以对蚕丝棉麻，茶叶，油料粮食等所有含水产品进行干燥，因为其对水有选择性的加热。在上世纪七十年代之后外国对微波干燥的应用规模仍然在不断的加，最显著的表现在加工食品这个行业，其中比较典型的死美国的几家公司。希腊采用了三十千瓦的微博干燥设被来干燥馅饼。意大利为了为其面条杀菌发明了一种一百二十千
14、瓦的微波干燥机产量能达到五百公斤每小时，并且面条的口感和味道会变得更好。在日本我们大家都知道的东芝也有相关的研究，东芝公司研究的微波干燥机在生产中主要用在一些面食的杀菌。在欧洲的很多过家都使用微波杀菌，主要用在面包的生产当中比如瑞士、法国等。美国所使用的众多微波技术当中最多的就是回温技术，主要用来解冻众多的肉类食品。日本是采用微波加工食品最多最广泛的国家，微波加工的食品种类繁多。上个世纪的七十年代我国开始使用微波干燥技术，到现在经过几十年的发展已经应用到了包括农业，化工和轻工业等等许多方面，其发展的前途与意义也是不可估量的。经过了长时间的发展我们国家已经能够自主生产相关的机器，其能够使用的寿命
15、也大大的增长了，技术和质量更好更强，在世界的强国之中也有一席之地。相对于传统的干燥微波干燥起步较晚，因此要加大这方面的研究力度加大投入和关注，才能在获取更大的利益才能立足世界。现在我们国家有很多的高校、单位和公司进行了微波干燥的研究，其中的还南理工，四川大学食品学院等高校，还有晨灿机械公司。还有一些院校进行了许多县官的实验研究，这其中比较著名的有热风和微波混合的干燥实验。通过实验无码可以发现使用两种方法能大量的节省时间，节约近一半时间，同时干燥处的产品更加的便于保存。另外还有大连水产大学的张教授进行了在真空环境下的微波实验，实验研究了多对微波干燥能够产生影响的多种因素。1.6移动式无泄漏微波干燥机的发展前景随着社会的快速发展以及人们对生产效率能够提高的渴望，在各个领域尤其是食品和与生活密切相关的行业，然而在这些行业中首先要解决的便是原材料的干燥问题。干燥涉及到了国家的很多单位和部门，更与我们的生活还有生产有极大联系。由于我国能源结构的变化，特别是新能源及清洁能源，如风电、水电的开发和利用，微波干燥的有点越来越明显的凸显了出来。小型移动式无泄漏微波干燥机可应用于颗粒状物料，如种子等多种农产品物料的
