纸浆模塑模内干燥的热质传递分析及热管干燥方案

发布时间：2020-06-05 18:50

【摘要】：纸浆模塑制品是一种新型的包装材料,作为塑料的替代品,越来越受到社会的欢迎。大力发展纸浆模塑制品,可以节约资源、降低塑料所带来的污染。干燥作为生产纸浆模塑制品最重要的工艺过程,着力于提高干燥过程的热效率、降低热能损耗以及减少干燥时间,对纸浆模塑行业的发展具有重要意义。本文以研究纸浆模塑制品的干燥过程展开,分析了湿纸坯在干燥过程中的热质传递,并提出了纸浆模塑热管模具干燥方案。主要的研究工作如下:首先,本论文分析了纸浆模塑的干燥过程,得出其干燥机理主要是脱除自由水分;通过比较纸浆模塑的两大类干燥方式,可知利用热压机模内干燥的方式,不仅可以提高产品的质量,而且能提高热效率,大大降低能耗。其次,运用传热传质的综合传递过程原理,分析纸浆坯在模内干燥的力学特性,可以得到在真空条件下水分干燥速度明显提高,其中单位质量(1kg)的湿纸浆坯从模具内干燥所排出的水分约为666.67g,所需消耗的热量为2000kJ,热压机干燥的平均干燥速度约为44.44g/s。之后,运用热管技术理论,与纸浆模塑热压机干燥相结合,提出了纸浆模塑热管模具干燥方案,并设计了纸浆模塑热管模具的草图。根据绿森包装公司对纸浆模塑制品的干燥条件,选用铝氨热管作为热管模具的主体,不仅能提高干燥的热效率,也能保证很好的相容性,利于热压机设备的安全、高效生产。最后,设计了纸浆模塑热管模具的实验方案,计算了铝氨热管模具传热工质的充液量。并对热管模具进行了相关设计,热管模具的壁厚为5mm,密封螺栓选用6个8mm的螺栓连接。为评估热管模具的传热性能,分析了热管内部传热工质的相变传热,估算了沸腾段的传热面积,以及冷凝段的温差。
【图文】：

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图 1-1 纸浆模塑常见产品纸浆模塑制品的生产设备和技术都发展很快，其生产线工作过程成型、干燥、整形四道工序。纸浆模塑制品的生产采用：原料打型—干燥—定型的制造工艺。湿纸坯在模压成型后进入干燥设备有大量的水分（约 55-60%），经过干燥设备的加热干燥后，使最 12-14%，所以在纸浆坯的干燥过程中要脱去约占湿纸坯重量一水分全部要靠吸收热量变成水蒸气脱除。由于湿纸坯在干燥过程非常大，纸浆模塑制品的干燥成为一个高能耗过程。为此，对其递进行热力分析是非常必要的。通过分析可对干燥设备的设计加利用率，对降低纸浆模塑制品行业的生产成本具有很重要的指导浆模塑制品的干燥过程可以获得更为详细热力分析，对研究新的都是重要参照。

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图 1-1 纸浆模塑常见产品纸浆模塑制品的生产设备和技术都发展很快，其生产线工作过成型、干燥、整形四道工序。纸浆模塑制品的生产采用：原料—干燥—定型的制造工艺。湿纸坯在模压成型后进入干燥设有大量的水分（约 55-60%），经过干燥设备的加热干燥后，使 12-14%，所以在纸浆坯的干燥过程中要脱去约占湿纸坯重量水分全部要靠吸收热量变成水蒸气脱除。由于湿纸坯在干燥过非常大，纸浆模塑制品的干燥成为一个高能耗过程。为此，对递进行热力分析是非常必要的。通过分析可对干燥设备的设计加利用率，，对降低纸浆模塑制品行业的生产成本具有很重要的指浆模塑制品的干燥过程可以获得更为详细热力分析，对研究新都是重要参照。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB484

【参考文献】