【摘 要】
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凹版印刷机主要包括开卷机构、自动换卷装置、印刷机构、供墨机构、干燥机构、收卷机构这六大部分。在实际调查过程中发现干燥机构——烘箱存在能源极大浪费、烘箱喷嘴处出风速度不均匀、印品烘干效率低等问题。为了提高烘箱能源利用率和印品干燥效率,本文首先通过仿真方法研究了烘箱热风流动的过程,其次研究了保温层对烘箱保温效果的影响,然后研究了不同工况对水性油墨溶剂相变速率的影响,最终对烘箱结构进行了改进。具体研究内
【基金项目】
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陕西省技术创新引导专项（编号:2020QFY03-05）； 陕西省重点研发计划项目（编号:2020ZDLGY14-06）；
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凹版印刷机主要包括开卷机构、自动换卷装置、印刷机构、供墨机构、干燥机构、收卷机构这六大部分。在实际调查过程中发现干燥机构——烘箱存在能源极大浪费、烘箱喷嘴处出风速度不均匀、印品烘干效率低等问题。为了提高烘箱能源利用率和印品干燥效率,本文首先通过仿真方法研究了烘箱热风流动的过程,其次研究了保温层对烘箱保温效果的影响,然后研究了不同工况对水性油墨溶剂相变速率的影响,最终对烘箱结构进行了改进。具体研究内容如下:（1）根据企业提供的凹版印刷机烘箱实际结构图纸,完成了烘箱的热力学仿真。通过SolidWorks软件建立烘箱三维模型,借助ANSYS软件进行烘箱热力学仿真,获得了烘箱内热风流动迹线图,得到了烘箱喷嘴处的平均速度、平均压力、平均温度等,为后续仿真提供了相应数据。（2）研究了保温层对烘箱保温效果的影响。采用单因素分析方法,借助ANSYS软件中的State-Thermal State模块,考虑了不同厚度、不同材质的保温层对烘箱保温效果的影响;同时,从经济学角度出发考虑了这两个因素下烘箱保温层的经济效益,得出了 36mm硅酸铝纤维保温效果最好。（3）研究了水性油墨的相变过程。采用单因素分析法,借助ANSYS Fluent软件中的多相流、凝固和融化模块,得出了热风温度和料带移动速度能够提高水性油墨溶剂相变速率,仿真分析了其干燥机理。（4）对烘箱结构进行了优化。通过改变挡流板夹角、烘箱出口位置的方式进行结构优化,对优化后的烘箱模型进行热力学仿真,根据喷嘴处速度、温度的平均值与对应的不均匀系数,确定了烘箱最佳优化结构为出口位于烘箱左侧下方。
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