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石膏基墙板是一种典型的绿色建材产品,干燥是石膏基墙板生产中的重要工艺过程,合理的干燥系统设计能提高石膏基墙板生产率,保证石膏基墙板质量。
鉴于目前石膏基墙板主要依靠自然风干或简易高能耗隧道烘干法的现状,本文参照热泵干燥理论,将热泵技术应用于石膏基墙板的干燥,以长沙归一建材科技有限公司试制的一套小规模的石膏基墙板热泵干燥系统为研究对象,以得到系统最佳除湿能耗比和系统最优运行参数为研究目标,运用理论分析、仿真模拟和试验验证的方法,对石膏基墙板热泵干燥系统建模、系统性能进行模拟与实验研究,具体工作如下:
1)确定及分析石膏基墙板热泵干燥系统,确定系统的主要参数。在此基础上以能量守恒定律、质量守恒定律及传热状态方程为理论依据,推导出冷凝器、蒸发器、节流阀、压缩机、干燥室等各部件的传热传质模型,利用matlab编程计算系统稳定运行时的性能指标—除湿能耗比SMER和每千克干燥介质流经蒸发器的除湿量。
2)综合考虑系统四个独立运行参数:蒸发温度、冷凝温度、干燥室出口介质速度和干燥室介质出口介质温度对系统除湿能耗比和一个干燥周期内系统的总除湿量的影响,确定了使系统的除湿能耗比和除湿量等综合性能最优的运行参数。
3)建立石膏基墙板加热干燥过程温度场的ANSYS仿真模型,运用ANSYS热分析模块模拟加热干燥过程中墙板内部瞬态温度场分布,得到墙板内部温度场变化规律图。
4)通过墙板干燥实验和对实验结果分析,验证工质冷凝温度、工质蒸发温度对系统除湿能耗比的影响。