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微波加热在纱线烘干中的应用测评

   日期:2019-03-27 11:22:17     作者:李博    浏览:405    
核心提示:微波加热干燥机、微波加热烘干设备
 微波加热技术是一种高效、节能、环保、安全,兼有杀菌功能的新型干燥技术, 已广泛应用于食品、化工、建材等领域,在纺织纤维烘干领域中的应用正在初步开发。

微波加热原理

微波是频率在3.0 ×102~3.0 ×105 MHz 之间, 具有穿透性的一种电磁波,其方向和大小随时间作周期性变化。当电磁波以915 MHz 或2450 MHz (在我国工业加热上只允许使用915 MHz 或2 450 MHz)穿透某含水物料时,因水分子是极性分子,所以物料中的水分子极性会以每秒915 亿次或2 450 亿次变化,由于分子热运动无规律性和极化分子有规律性变化极高,因而在分子之间会产生类似摩擦的热效应,使热量在极短时间内从物料内部向各处均匀地扩散,物料温度急剧升高, 其内部水分子迅速汽化、蒸发出来,达到快速脱水、干燥的目的。

微波加热特点

1.加热迅速

微波加热与传统的烘干方式不同,不需热传导过程,它是使被加热物料本身成为加热体,因此即使是热传导性较差的物料,也可以在极短的时间内达到加热温度。

2.干燥均匀

不同性质的物料对微波的吸收损耗不同,即微波加热具有选择性加热的特点,这对于干燥过程十分有利。因为水分子对微波的吸收损耗最大,所以含水量高的部位吸收的微波功率就会多于含水量较低的部位,干燥速率加快,从而使

材料整体干燥速率趋于一致,不会出现外焦内生的现象。

3.节能高效

由于含有水分的物质极易吸收微波而发热,因此,除少量的传输损耗外几乎无其他损耗。

4.易实现自动化控制

只要控制微波功率即可实现加热或终止,没有热惯性,操作灵活方便。应用PLC(可编程逻辑控制器)人机界面可进行加热工艺过程规范的编程自动化控制,它有完善的传送系统,能够确保连续化生产,节省人力。

5.安全无害环保

微波是控制在金属制成的加热箱内工作的,微波泄漏会被有效抑制,不存在放射性有害气体的排放,不产生余热和粉尘污染,既不污染实物也不污染环境,能够改善旧加热设备排出毒性挥发物的缺点,并改善工人的高温作业环境。

6.提高产品品质

由于微波加热效率高、温度低,水蒸汽由里向外层迁移,纱筒内层产生较大蒸汽压力,类似蒸纱的效果, 因此提高了纤维强度,烘干后的产品手感好,纱线颜色前后色差小,纤维无染色泳移现象。

 图片9

实际测评分析

将卷绕密度为0.4 g/cm3、含水率为26%的筒子纱卷分别在蒸汽烘干机、SP01-85 射频烘干机和我司BP-80KW纱线微波干燥设备上实验,烘干效果对比如表1 所示。

图片10

由表1 证实, 对于相同的织物, 纱线微波干燥设备烘干后的效果最好。由于微波加热过程不需要热传导,里外一起热,但因为表面较容易散热, 所以往往是内部温度高于外部, 温度梯度方向和水分梯度的方向相同, 传热和传质方向

一致,促使内部水分迅速蒸发,形成内部压力梯度, 水分很快扩散到表面挥发, 使干燥时间大为缩短。

经济效益分析

以每小时烘干98 kg 水、微波烘干机输出功率80 kW 为例,若每天工作20 h,每年工作300 天,蒸汽烘干机、SP01-85 射频烘干机和我司BP-80KW 纱线微波干燥设备每年所需能源消耗费用对比情况如表2 所示。
图片7

结合表2 以及实际使用情况,可以计算各机器每年的耗能费用(元)。

蒸汽烘干机:

300×20×98×0.396÷30%=776160

射频烘干机:

300×20×98×0.728÷70%=611520

微波烘干机:

300×20×98×0.664÷85%=459332

因此可看出,微波加热比蒸汽烘干机节能40.8%,比射频烘干机节能24.9%。这是由于普通电加热、蒸汽加热的能源利用率仅在30%左右,其大部分能源会被周围环境、设备外壁吸收或被排风设备抽走,而微波频率是射频频率的90倍,所以综合来说微波加热节能更显著。微波加热与射频烘干相比,另一优势是运行成本低。射频三极管与微波磁控管的寿命基本相同,但价格相差很大,以80 kW 的机器为例, 射频三极管约6.5 万元/台,而微波磁控管总价仅约2.0 万元/台,因此每台可节约费用4.5 万元。

测评结论——社会效益分析

1. 微波加热有效解决了传统烘干资源消耗问题

2.  提高了烘干质量,实现了筒子纱、绞纱及散纤维烘干绿色化生产, 符合纺织印染行业节能减排的发展趋势。

3. 微波加热是蒸汽烘干、射频烘干技术的再次升级,它节能、高效、成本运营低,具有广阔的应用前景,将改造传统产业, 提升企业的装备水平。

      该文章由济南拓博机械设备有限公司提供
      济南拓博机械设备有限公司商务合作电话:13969074505(陈经理)
       
 
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