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【原】关于织物干燥机械如何节能的设计

来源 : 互联网
作者 : 118期刊网
发布时间 : 2019-04-28 13:53:13

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1简介

1.1研究背景和主题意义

印染,也称为染色,是染色,印花,后处理,洗涤等的总称。据统计,中国大部分印染企业分布在浙江,广东,福建,江苏和山东等省。 年度印染面料占全国总量的90%以上。 2007年大型印染企业有2,064家,总产量。它已达到490亿米,总销售额为1651.78亿元,占纺织业的6.19%。

在纺织工业中,印染是一种能源密集型产业。印染厂年综合能耗可转换为5万吨标准煤,耗水量4-5万3米/年,印染行业能耗。形式的比例主要是蒸汽,占总能耗的80%以上[2]。近年来,国家越来越多地要求印染行业的能源消耗。2008年2月4日,国家发展和改革委员会于2008年3月1日发布。“印染行业的入境要求”(国家发展和改革委员会2008年第14号公告)。 正式实施,公告明确要求印染。

印染行业的能耗主要由热(蒸汽)组成,主要用于干燥(30%~40%),洗涤(25%~35%), 蒸煮(10%~15%),高温热处理(8%)。 干燥过程是织物印花和染色必须经历的过程的一部分。 约12%)和其他(5%~10%)。该部件消耗大量能源,占整个印染生产线总能耗的30%以上。在印染织物的干燥过程中,从系统排出的废气经常直接排放到大气中,从干燥过程的总能耗中带走的热量为43%,造成大量的浪费另外,由于缺乏在线检测和必要的自动控制装置,织物水分含量的控制不准确, 因此,设计具有在线测量和控制废气再循环和水分含量的系统将有助于印染行业节约能源并降低成本。

1.2印染织物的干燥方法

印花和染色织物有许多干燥方法。目前,箱式干燥,红外干燥和微波干燥有三种类型。

(1)红外线干燥

 而且,该装置比微波干燥更简单和便宜。但是,在中国很难推广红外干燥,主要原因是:

1中国的红外干燥研究起步较晚,存在技术局限;

2成本高,维护和维护困难;

3中国的电力供应仍然非常紧张;

4红外涂层容易老化和脱落,辐射逐渐减少。

(2)微波干燥

它使用的原理是水分子可以很容易地吸收高频微波并被加热和蒸发。 这种方法的特点是:

1,加热效率高,节能效果显着;

3轻松自动控制,提高产品质量。

例如,美国生产的SAM-255微波干燥系统可以大大缩短样中译英品干燥时间,比传统干燥快100倍。

方法,精度控制功率可在0到100%之间调节,时间和功率模式可设置为8步。 操作很简单。家用微波干燥设备制造商,如河南禹城格微波技术有限公司生产的GER-SX-F00,具有更好的性能。

 技术研究需要扩大。 关于瞬时传质传热的理论研究还不够。需要加强支持微波干燥技术的设备和仪器的开发,投资资金极高。 这使得微波干燥应用在现阶段难以在中国推广。

(3)盒子干燥

目前,箱式干燥是印染行业中使用最广泛的干燥方法。 它具有结构简单,成本低的特点。 缺点是它消耗了大量的能量。然而,鉴于目前我国红外干燥和微波干燥的困难,本文选择滚筒干燥作为研究对象。

2节能系统设计的理论依据

用于印染织物的节能系统的设计涉及许多领域,例如热力学,传热,流体力学和控制系统。 面料率;该方法给出了在宏观条件下各种热交换规律和传热的结果;流体力学解决了热交换器中传热所涉及的流体的基本物理状态。 本文的主要理论基础如下:

2.1热力学基础

热力学是一种热理论,它总结了物质的宏观现象,并不涉及物质微观结构与微观粒子相互作用的相互作用。在文章中,热力学相关的湿空气热性质知识被用来研究印染过程中水蒸发的热过程。

2.1.1绝对湿度

当潮湿空气处于大气压时,可将其视为理想气体的混合物。等式(2-1)可表示为:

2.2传热基础

这里提到的传热方法主要包括热传导和对流。 传热相关知识的主要应用是:

1分析干燥过程中印染织物的能耗并进行计算;

2计算换热器设计中的传热系数;

2.2.1导热系数

当物体的各个部分之间没有相对位移时,由诸如分子,原子和自由电子的微观粒子的热运动引起的热传递被称为热传导。 干燥筒的内壁和外壁,烘箱和热交换器板之间的热传递,以及与烘缸接触的印刷布的一侧和另一侧之间的热传递都是热传导。当物体的温度沿x方向变化时,热传导的基本定律可以表示为:

该目标遵循热传递过程中热自由检入的第一定律。 对于痕量元素,内部能量增加是进入微体的总热通量,衍生微体的总热通量,以及产生的热量的矢量和。在没有热源和常数的情况下,稳态物体的热传导微分方程为:

3系统结构

和数学模型的建立.......... 13

3.1系统结构.............. 13

3.1.1工艺流程................. 13

3.1.2换热器.................. 14

4换热器设计...................... 25

4.1板式换热器结构........................ 25

4.2设计原则....................... 26

5织物含水量的在线控制策略................... 48

5.1水分含量检测方法........................ 48

5.2水分控制算法..................... 49

6模拟干燥过程

Kingview软件用于模拟该项目设计的印染面料的干燥过程。 通过比较原始干燥过程中湿度,含水量和车速等工艺参数的变化,最终实现热交换后的系统。 节能效果。

6.1 Kingview简介

雅工科技开发了Kingview 53kingview6。 在NT4.0 ws2000 / windo 98 / windows Windows操作系统上,主要用于工业监控。 它由三部分组成:ProjectTouch(ExplorerTouch),项目管理器(Manager Pro)和Picture Runtime(ViewTouch)。它具有资源管理器风格的界面,支持使用中文字符作为关键字的脚本语言,并提供各种硬件的驱动程序。 此外,Kingview拥有丰富的工业控制库,工具箱和操作向导,在提高效率和优化系统性能方面具有突出优势。Kingview的结构功能如图6.1所示。

7总结和展望

7.1总结

基于热力学,传热和流体力学的相关理论知识,使用热交换器模拟软件HTRI Xchanger Suite,PLC编程软件 MicroWIN和 Kingview,完成了印染织物干燥过程的节能系统。 设计和控制。 主要工作和结论如下:

(1)在相关参考文献的基础上,提出了基于原织物干燥系统的节能设计总体思路,建立了节能模型和含水量控制模型:

1节能模型能耗模型,阐明干燥系统的传热过程,为系统节能设计提供理论依据;

2干燥织物后的含水量模型用于确定干燥后织物含水量的影响因素,并为确定织物含水量的控制方法提供依据。

 从节能的角度出发,完成了板式换热器的板式选择和工艺组合,并根据传热和流体力学的相关知识理论计算了所需的换热面积。 该板具有人字形瓦楞板。 流量组合使用单流量和完全逆流。 使用CFD软件,板之间的人字形波纹板的流速为3m / s,5m / s,6.5m / s,7.5m / s。 模拟流场并提供流速选择和板之间流道数量的基础。 最终结果表明,在压降条件下,板之间的流速可达到5米/秒或更高。 流道中的涡流现象得到充分发展,可有效增强空气与空气之间的对流传热。 碟子。 最后,理论设计由HTRI软件验证。 仿真结果表明误差较小(总传热系数误差仅为0.21),证实了设计换热器的可行性。

(3)结合干燥过程中含水量非线性变化特征,采用模糊PID控制策略控制干燥后染色织物的含水量,采用STEP 7编制模糊PID控制程序。 PID控制应用于原始系统。 结果表明,干燥系统的含水率控制效果得到改善,基本稳定在设定值,有利于干燥系统的节能。

(4)使用Kingview软件模拟加热换热器后的干燥系统,并根据节能模型和含水量控制模型计算工艺参数。 最后,完成换热器后系统的能耗模拟计算。 仿真结果表明,加热换热器后节能率可达7.7%,达到换热器设计规范的6%。

能量设计

印染织物系统有助于节约能源,提高能效比,提高烘烤系统的自动化水平,简化工人的操作,具有广阔的市场前景和良好的社会效益和经济效益。

参考文献(略)

 


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