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內循環式封閉空間膨脹珍珠巖除濕試驗研究
2017年10月17日 09:45 中國干燥設備網
[br]  陳小蘭(974?)女,江蘇揚州市人,揚州技術師范學院講師,主要研究方向為農業機械與農業生物質燃料;1刖目吸附除濕法是采用吸附材料吸附空氣中的水蒸氣,這種除濕法分靜態和動態兩種。對于靜態吸附方法,當室內的容積增大時,就要增多吸附劑量,并且需要經常更換吸附劑,很不經濟,顯然動態吸附比靜態吸附效果更好。設備在接近大氣的條件下運行,旋轉部件少,結構和維護簡單,噪聲低,運行可靠,因而這種除濕法受到廣泛重視。文章設計了一種適合封閉空間除濕的吸附除濕系統,對用于除濕的吸附劑層數、分布密度以及通過吸附劑層的空氣流速等因素與除濕效果、能耗的關系進行了研究。[br]  2試驗設計吸附除濕系統原理如所示,由加濕系統、除濕系統、測試系統等組成。a.加濕系統采用超聲波高頻振蕩,將水霧化為1 ~5pm的超微粒子,通過風動裝置將水霧擴散到空氣中,從而達到均勻加濕空氣的目的。標準加濕量為大于或等于250mL/h,水箱容積為5L.b.除濕系統包括離心風機、電動機、調速器、吸附劑層等。c.測試系統測量的值為電動機能耗、時間及濕空氣的流速,其中電動機能耗由電表直接讀數,除濕用時由人工氣候室的控制面板上的時控器記取,濕空氣的流速由86型多功能測速測量。[br]  吸附除濕系統原理試驗過程中吸附劑初始層數為兩層,吸附劑鋪放密度為2505.7g/m2.濕空氣氣流速度為0.2、0.5、0.7、0.9m/s.試驗所用的器及工具是感量為1g的架盤天平、YC-D205型亞都超聲波加濕器、86型直讀式多功能測速、電表。供氣系統為人工氣候室:容積為3350mmx1850mmX2450mm,工作環境溫度為20相對濕度80,通過除濕過程要求將相對濕度降至60 ,人工控溫精度為±1控濕精度為±10.試驗中選用膨脹珍珠巖作為吸附劑。其顆粒內部是蜂窩狀結構、無毒、無味、不腐、不燃、耐酸、耐堿。特點是容積密度輕、絕熱及吸音性能好,具有吸附能力。此種吸附劑中含質量分數為69~72的SiO2,12~18的Al2O,還有少量的K2O、Na2O、Fe23、CaO、MgO等。一般吸附劑層數越多越有利于除濕,試驗選定3層吸附劑層,并將放置吸附劑層的支承板設計為鋼絲網狀的板。[br]  3試驗結果與分析3.1試驗結果濕空氣流速、吸附劑層數、吸附劑鋪放密度等參數對除濕系統的除濕性能有直接關系。在除濕過程中,進行了濕空氣流速、吸附劑層數和吸附劑鋪放密度的單因素試驗和三因素三水平正交試驗,初始狀態的濕度為80 ,試驗指標為除濕量的單位能耗和除濕耗時。測量結果見表1.表1除濕性能試驗測量結果熱量增加,致使熱損失提高,單位熱耗增加,從而干燥機的熱效率降低。但隨著氣流速度增大至一定程度,由于空氣流量急劇增大,能量消耗也增大,單位能耗便不再降低,甚至可能增大。因此,這種吸附除濕法在一定范圍內可采用相對較高的濕空氣流速,提高除濕效率。[br]  氣流速度對除濕性能的影響除濕量的單位能耗除濕耗時濕空氣流速吸附劑吸附劑鋪放密度X 3.2分析與討論3.2.1濕空氣流速對除濕性能的影響為濕空氣流速與單位耗能和除濕消耗時間的關系。從中可以看出,增大流速對除濕過程是有利的,這與普通干燥機相反。對于普通干燥機而言,增大氣流速度,會使排出干燥器的廢氣帶走的3.2.2吸附劑層數對除濕性能的影響試驗時濕空氣流速為0. 5m/s,吸附劑鋪放密度為2871.4g/m2,吸附劑層數的為1,2,3層。結果如所示。由可見,隨著吸附劑層數的增加,除濕能耗和除濕耗時都逐漸減少。其原因是隨著吸附劑層數的增加,濕空氣與吸附劑球之間傳質較充分,除濕能力提高,去水量增大,所用的時間就相對減少,單位耗能就下降了。[br]  3.2.3吸附劑鋪放密度對除濕性能的影響試驗時濕空氣初始流速為0.7m/s,吸附劑層數為3層,吸附劑鋪放密度為:2150. 0、2505.7、2871.4g/m2.試驗結果如所示。由可知,隨著吸附劑鋪放密度的增加,除濕能耗和除濕用時都降低,除濕效果有利。其原因是隨著吸附劑鋪放密度的增加,濕空氣流與吸附劑顆粒之間的總傳熱傳質面積增大,從而提高了濕空氣與吸附劑顆粒之間的傳熱傳質能力。由此導致單位時間內去水量增大,即除濕速率增大,所以單位能耗下降,除濕耗時相對減少。[br] ?。╝)除濕能耗吸附劑鋪放密度對除濕性能的影響Fig.4Influenceofadsorbentlaying 3.2.4除濕影響因素分析各參數的影響見所示。由可以看出,對于SPC來說,參數的佳組合為u3,n3,X3;對于T來說,參數的佳組合為u3,3,X2.各因素對SPC指標的影響Fig.用綜合加權評分法來分析可以確定佳組合。[br]  本試驗的各項試驗指標的權W:總權為1,即=1.除濕能耗SPC是評價除濕系統的重要的指標,它關系到本系統的節能問題。故確定SPC指標的權數Wi=0.8.故另一指標除濕耗時的權數W2計算各項指標的極差,在表1中,各試驗指標的極差為:式(1)中,Ymax為該指標試驗結果中的大數;Y為該指標試驗結果中的小數。[br]  5,丁極差只2=56.計算各項試驗指標觀察值的評分值,將觀察值的極差R分為100分,中間的值YM與差值Y(或Y)的差越大,得的分越高,其計算式為:ym式(2)中,Y為各項試驗指標觀察值的評分值。[br]  對于除濕能耗:因素、水平的權數如表2所示。[br]  表2各因素、水平的權數因素水平權數濕空氣流速u吸附劑層數n吸附劑鋪放密度X 4結語隨著氣流速度的增加,除濕速度也就隨之增大,除濕耗時也相應地減少,在一定范圍內可采用相對較高濕空氣流速,提高除濕效率。[br]  隨著吸附劑層數的增加,除濕能耗和除濕耗時都逐漸減小,除濕能力提高,去水量增大,單位耗能下降。[br]  隨著吸附劑鋪放密度的增加。除濕能耗和除濕耗時都降低,對除濕效果有利。[br]  對于除濕能耗S,除濕耗時T的影響,參數u為大,其次是n,再次是X.除濕影響因素正交試驗的佳組合應為:濕空氣流速u為0.9m/s,吸附劑層數n為3層,吸附劑鋪放密度X為2871.4g/m2.[br]
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