超聲波干燥是依托超聲波的機(jī)械效應(yīng)和空化效應(yīng)原理,利用超聲波振子將超聲波能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,通過超聲波振子帶動(dòng)振板,從而產(chǎn)生高頻振動(dòng)霧化去除干燥物料中水分的一種免加熱型干燥方式。造紙一直以來是能耗較大的行業(yè)之一,究其原因則是在紙張干燥階段耗能較多。目前紙張的主流干燥技術(shù)——蒸汽干燥,以及新出現(xiàn)的一部分新型輔助干燥技術(shù)都屬于加熱蒸發(fā)干燥,能效依然較低。因此,為紙張生產(chǎn)尋求更加高效節(jié)能的干燥方法尤為重要。超聲波干燥的顯著特點(diǎn)是免加熱、干燥速率高、能效高。本論文探索性的研究了紙張采用超聲波干燥的干燥速率和能效。本論文主要進(jìn)行了以下幾方面的研究工作,并得出了相應(yīng)的結(jié)論:(1)對(duì)紙張超聲波干燥裝置及操作流程進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究,對(duì)其振板結(jié)構(gòu)、頻率特性、振板厚度進(jìn)行了試驗(yàn)研究。紙張超聲波干燥試驗(yàn)裝置的主要操作流程包括超聲波發(fā)射源、能量轉(zhuǎn)換與紙張干燥、溫度測定、含水率測定、試驗(yàn)過程中紙張質(zhì)量測量。研究發(fā)現(xiàn),在超聲波功率為200 W的情況下,隨著振板厚度的增大,最佳頻率不斷減小,振板厚度1mm、1.5mm、2 mm、2.5 mm、3 mm、4 mm 對(duì)應(yīng)的最佳頻率分別為 23.6 kHz、22.6 kHz、2...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究的背景及意義
    1.2 國內(nèi)外紙張干燥技術(shù)研究進(jìn)展及現(xiàn)狀
        1.2.1 造紙機(jī)的歷史變革
        1.2.2 紙張干燥技術(shù)的原理及特點(diǎn)
    1.3 國內(nèi)外超聲波干燥技術(shù)的研究進(jìn)展及現(xiàn)狀
        1.3.1 超聲波干燥技術(shù)在食品、紡織等領(lǐng)域的研究
        1.3.2 超聲波技術(shù)在造紙領(lǐng)域的研究
        1.3.3 紙張超聲波干燥技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 研究的主要內(nèi)容
2 紙張超聲波干燥的可行性研究
    2.1 超聲波簡介
    2.2 紙張超聲波干燥的基本思想
    2.3 紙張超聲波干燥的試驗(yàn)驗(yàn)證及可行性分析
        2.3.1 紙張超聲波干燥試驗(yàn)驗(yàn)證裝置
        2.3.2 驗(yàn)證方案
        2.3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析
    2.4 本章小結(jié)
3 紙張超聲波干燥試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)研究及仿真分析
    3.1 紙張超聲波干燥試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)理念
    3.2 紙張超聲波干燥試驗(yàn)裝置的基本原理及系統(tǒng)構(gòu)成
        3.2.1 基本原理
        3.2.2 系統(tǒng)構(gòu)成
    3.3 裝置的主要參數(shù)
    3.4 干燥部分的設(shè)計(jì)
        3.4.1 振板支撐架
        3.4.2 振板的設(shè)計(jì)
        3.4.3 壓緊裝置的設(shè)計(jì)
    3.5 影響因素分析
        3.5.1 超聲波振子與振板的連接方式
        3.5.2 紙張與振板的貼合緊密程度
        3.5.3 振板邊緣的固定
        3.5.4 振板支撐架的固定
    3.6 紙張超聲波干燥裝置的SolidWorks仿真設(shè)計(jì)
        3.6.1 SolidWorks軟件簡介
        3.6.2 干燥裝置的仿真分析
    3.7 紙張超聲波干燥試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        3.7.1 結(jié)構(gòu)簡單,體積小
        3.7.2 能耗較小
        3.7.3 測量方便
    3.8 本章小結(jié)
4 紙張超聲波干燥速率的研究
    4.1 不同厚度的振板對(duì)應(yīng)的最佳超聲波頻率
        4.1.1 試驗(yàn)對(duì)象
        4.1.2 材料處理
        4.1.3 數(shù)據(jù)處理
        4.1.4 不同厚度的振板對(duì)應(yīng)的最佳超聲波頻率
    4.2 振板厚度的研究及選型
    4.3 紙張初始含水率對(duì)干燥速率的影響
    4.4 超聲波功率對(duì)干燥速率的影響
    4.5 紙張表面施加壓力對(duì)干燥速率的影響
        4.5.1 濕紙頁脫離振板現(xiàn)象
        4.5.2 施加壓力對(duì)干燥過程的影響
    4.6 振板及振子溫度的研究
        4.6.1 振板溫度分布的研究
        4.6.2 振子溫度分布的研究
    4.7 本章小結(jié)
5 紙張超聲波聯(lián)合干燥速率與能效的研究
    5.1 熱風(fēng)干燥與超聲波-熱風(fēng)聯(lián)合干燥對(duì)比研究
        5.1.1 熱風(fēng)干燥速率試驗(yàn)研究
        5.1.2 超聲波-熱風(fēng)聯(lián)合干燥速率試驗(yàn)研究
        5.1.3 熱風(fēng)干燥與超聲波-熱風(fēng)聯(lián)合干燥能效對(duì)比
    5.2 電加熱干燥與超聲波-電加熱聯(lián)合干燥對(duì)比研究
        5.2.1 電加熱干燥速率試驗(yàn)研究
        5.2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
        5.2.3 超聲波-電加熱聯(lián)合干燥速率試驗(yàn)研究
        5.2.4 電加熱干燥與超聲波—電加熱聯(lián)合干燥能效對(duì)比
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 研究創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
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本文編號(hào)：3781018