干燥機的氣流場均勻性分析為了更好地驗證2 套新裝置對提高干燥室內(nèi)空氣流均勻性的效果，分別對圖4、圖10 對應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計前、后干燥室內(nèi)空氣流速度特性進行測試。在干燥室內(nèi)沿板材堆垛高度方向從上到下18 層水平氣道內(nèi)各布置3 個水平測點，各層水平測點依次布置在水平氣道進風(fēng)口A、中間B、出風(fēng)口C 處，常規(guī)干燥室干燥時，沿板材堆垛高度方向各層水平氣道A，B，C 3 點的氣流平均速度范圍為0．49 ～ 1．46 m/s，所有測點氣流總平均風(fēng)速為1． 20 m/s，其中干燥機1 ～ 4 層水平氣道氣流平均速度范圍為0． 49 ～ 0． 95 m/s，5 ～ 18 層范圍為1． 30 ～1． 46 m/s，各水平氣道氣流速度總均方差為0． 30 m/s，總變異系數(shù)為25%; 優(yōu)化設(shè)計后的干燥室干燥時，干燥機統(tǒng)計結(jié)果各層水平氣道的氣流平均速度范圍為0． 89 ～ 1． 26 m/s，所有測點氣流總平均風(fēng)速為1． 19 m/s，沿板材堆垛高度方向各水平氣道氣流速度總均方差為0． 09 m/s，總變異系數(shù)為7%。

常規(guī)和優(yōu)化設(shè)計后的干燥室內(nèi)各層測點氣流平均速度分布所示，優(yōu)化設(shè)計后的干燥機沿板材堆垛高度方向上各層水平氣道氣流速度總均方差降低了0． 21 m/s，總變異系數(shù)降低了18%，各層氣流速度偏差可控制在約± 10%以內(nèi)。說明在設(shè)置了可調(diào)控引導(dǎo)送風(fēng)罩和風(fēng)機移動調(diào)節(jié)裝置后各層送風(fēng)氣流速度差異變小，氣流速度趨于均勻，均勻性提高了70% ?？梢姡瑑?yōu)化設(shè)計的2 套裝置比較理想地改善了干燥室內(nèi)氣流速度的均勻性。

為了改善干燥機存在板材開裂、變形翹曲，板材最終含水率不均勻的實際問題，提高干燥室內(nèi)送風(fēng)氣流速度的均勻性，本文設(shè)計了可調(diào)控引導(dǎo)送風(fēng)罩和風(fēng)機移動調(diào)節(jié)裝置，干燥機采用計算流體動力學(xué)( CFD) 軟件SC /Tetra 對干燥作業(yè)時干燥室內(nèi)空氣流速度進行數(shù)值模擬，分析得到如下結(jié)果:

1) 可調(diào)控引導(dǎo)送風(fēng)罩可以調(diào)節(jié)空氣流速度，風(fēng)機移動調(diào)節(jié)裝置可以自動調(diào)節(jié)風(fēng)機支撐框架整體沿X 方向移動，使風(fēng)機送出的氣流射程與風(fēng)機至豎直風(fēng)道之間的距離相匹配。2 套裝置結(jié)合運用可實現(xiàn)空氣流光滑順暢地流入干燥室豎直風(fēng)道內(nèi)，消除氣流碰撞和渦流等不利因素，使通過板材堆垛水平氣道上下風(fēng)速趨于均勻。

2) 對干燥機和優(yōu)化后的干燥室送風(fēng)氣流速度進行數(shù)值模擬，結(jié)果表明優(yōu)化后的干燥室各水平氣道內(nèi)氣流速度趨于均勻，氣流速度總均方差0． 09 m?s － 1，與常規(guī)干燥室相比，氣流速度均勻性提高了70%。在家具行業(yè)的木材干燥領(lǐng)域采用太陽能/熱泵鍋爐技術(shù)替代原有柴油及煤炭鍋爐干燥既節(jié)能又環(huán)保，有太陽時利用太陽能干燥，無太陽時利用熱泵干燥，不用時可以將太陽能熱量及低谷電能轉(zhuǎn)換成熱能儲存起來。系統(tǒng)以太陽能熱能蓄熱器供熱為主、熱泵供熱為輔，太陽能運行費用成本為零，熱泵運行費用成本為電能的1/4，柴油的1/6，煤炭的1/2，可全天24 h運行，全自動切換，大量節(jié)省常規(guī)能源，自動控制調(diào)溫調(diào)濕，投資少、收益大，經(jīng)濟效益顯著。

干燥機采用遺傳算法建立系統(tǒng)的目標函數(shù)，引入加權(quán)系數(shù)衡量各因子對干燥風(fēng)速的影響，并改進畜體結(jié)構(gòu)尺寸和干燥工藝參數(shù)。對優(yōu)化后的系統(tǒng)模型重新調(diào)整初始參數(shù)得到了循環(huán)介質(zhì)的風(fēng)速云圖，結(jié)果表明介質(zhì)的流動均勻性得到改善，驗證了結(jié)構(gòu)尺寸和工藝參數(shù)優(yōu)化的合理性。確定試驗和測量方法，通過分析和對比試驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論，安裝角度合適的導(dǎo)流板、改變?nèi)w結(jié)構(gòu)尺寸及干燥工藝參數(shù)后干燥畜內(nèi)部流場分布均勻性得到提高，木材內(nèi)外層含水率差值較小。

優(yōu)化后的干燥機結(jié)果為改善木材干燥質(zhì)量提供了依據(jù)，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。經(jīng)過Ｓ十多年不斷努力研究，我國已經(jīng)掌握了大多數(shù)干燥設(shè)備的制造技術(shù)，有的甚至達到先進水平。但是在理論研究、自動化水平、實驗條件及設(shè)備的標準化、大型化、成套化等方面都跟發(fā)達國家存在很大差距，木材干燥技術(shù)的突破性發(fā)展還有很多技術(shù)問題亟侍解決。我國對干燥機的研究和干燥技術(shù)水平與先進國家存在一定差距，主要表現(xiàn)為干燥設(shè)備的研發(fā)缺乏自主創(chuàng)新性，主要是通過模仿和改進國外類似設(shè)備，直到改革開放之后才取得了突破性發(fā)展。另外，由于國內(nèi)長期來絕大部分干燥設(shè)備都存在低效率高能耗的問題，再加上設(shè)備更新的一次性資金投入過大，因此木材干燥設(shè)備的研發(fā)應(yīng)用受到市場限制。