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摘要：本文结合直热式转筒物料截面分布规律，通过对理想工作状态下直热式转筒养扬料板截面方程推导分析，在实现直热式转筒干燥过程中理想工作状态下扬料板持料量的计算基础上，完成对直热式转筒干燥过程中物料停留时间的推导及有关问题分析。
关键词：直热式转筒；干燥过程；物流；停留时间；推导
转筒干燥设备在水泥、化肥以及煤泥、矿物、粮食、饲料、酒糟等多行业干燥生产中都有较为广泛的应用，它是一种由带倾斜角度的低速回转圆筒及其内部扬料板构成的设备，整体结构相对简单，并且进行干燥生产处理的量较大。直热式转筒设备的扬料板效率较低以及物料停留时间分布不均是当前设备干燥生产中面临的重要技术问题和难点部分。因此，开展直热式转筒干燥过程物料停留时间及有关问题进行推导研究，具有十分显著的作用和意义。
1、直热式转筒干燥过程物料运动分布及规律分析
图1 直热式转筒干燥过程物料截面分布密度变化情况
2、理想工作状态下直热式转筒扬料板截面方程推导分析
图2 理想状态下扬料板截面变化方程
3、直热式转筒干燥过程物料停留时间推导及有关问题研究
直热式转筒干燥生产过程中，扬料板持料量也是影响其在额定负荷下正常工作的重要参数，并且扬料板持料量大小直接影响着转筒干燥生产效率以及物料在转筒内停留时间。因此，在推导出理想工作状态下扬料板截面方程，根据扬料板几何形状以及尺寸、转筒转角、物料运动休止角函数等，对扬料板持料量进行计算推导。推导过程中，为便于计算分析，可以将扬料板持料量认为是扬料板几何形状、尺寸以及转筒转角的函数。由于理想工作状态下，扬料板从水平位置开始撒落物料，并且不同转筒转角理想扬料板持料量与水平位置理想扬料板持料量和不同转筒转角理想扬料板撒料量差值相等，而水平位置理想扬料板持料量是理想扬料板撒落时最大持料量，如下（6）所示。其中，表示理想扬料板截面方程。
（6）
直热式转筒干燥过程中，物料在转筒内运动是一种较为复杂的变化状态，并且其运动受到一系列状态因素以及物料自身特性的多方面影响，因此，对物料在转筒内的运动变化状态研究需要根据转筒长度方向进行划分成若干单元，将其每个周期的撒落运动变化作为一个单位，对一个单元内的撒落与升举时间进行计算，以获取理想扬料板作用下转筒内物料停留时间，从而实现转筒干燥过程中物料撒落与升举运动交替变化状态反映。因此，在假设物料撒落运动中互不影响，为相互独立，且物料为球形颗粒、其在扬料板撒落位置按照扬料板撒料的转筒平均转角计算情况下，通过将物料运动划分为扬料板作用下随转筒转动提升的匀速圆周运动和扬料板作用下撒落运动两个阶段，如下图3中（1）和（2）所示。
图3
其次，结合第二阶段的物料运动变化坐标分析，如上图3（2）所示，对物料在转筒干燥过程中热气流所受作用进行计算，并结合物料撒落运动与热气流相对速度关系，通过在坐标轴上分解获取相应的物料运动与热气流变化微分方程组，结合物料撒落运动的初始条件，对扬料板撒料的转筒平均转角计算，从扬料板撒料时转角为0度开始，如下（8）所示，获取扬料板撒料的转筒平均角
后，通过4阶龙格-库塔法对微分方程组进行求解计算，即可获取物料撒落运动的时间，因此，对其一个单元所包含两个运动阶段总时间就可计算获取，根据一个单元物料移动距离及轴向位置变化，最后获取物料在转筒内停留时间计算公式为（9）。
4、结语
总之，直热式转筒干燥设备在实际中应用十分广泛，对其干燥过程物料停留时间的推导研究，能够为有关实践及理论研究提供一定参考，促进其研究和应用的不断优化，具有十分积极的作用和意义。
参考文献：
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[2]张琪，史勇春，李选友，等.转筒干燥机热效率研究现状与趋势[J].干燥技术与设备，2013，11（05）：3-11.
论文作者:陈志超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/20
标签：物料论文; 干燥论文; 理想论文; 时间论文; 截面论文; 转角论文; 过程中论文; 《电力设备》2018年第13期论文;