加熱輥工作時(shí)，除了材料所需的熱量之外，還有輥筒本身的散熱。因此，加熱輥設(shè)計(jì)時(shí)，功率的配置必須考慮這兩方面。如何計(jì)算，是一個(gè)讓很多人頭痛的問題。

要合理選擇加熱輥，必須清楚該加熱輥工作時(shí)所需的功率。本文談?wù)勅绾斡?jì)算材料所需的功率。

一般來說，功率的計(jì)算主要有以下兩種類型。

1.簡單升溫型

涉及的材料簡單，不含水分，升溫過程不會有蒸發(fā)現(xiàn)象發(fā)生。

計(jì)算需要的條件：

產(chǎn)量（P）、升高溫度（ΔT）、材料比熱（Cp）

計(jì)算方法：

Q=P×ΔT×Cp換算成千瓦數(shù)：Q/3600

要點(diǎn)：注意單位

Q：kJ（千焦）P：kg/hr（千克/小時(shí)）

ΔT：℃Cp：kJ/kg.℃功率：kW

*例題1一種無紡布寬度為1.5m，其面密度為100g/㎡，線速度為20m/min，原始溫度為25℃，需要用加熱輥將無紡布溫度提升到125℃。已知這種無紡布比熱為2.5kJ/kg.℃，求這個(gè)過程需要的凈功率。

假設(shè)熱利用率為40%，則加熱輥至少需要配置多少功率？

解答：每小時(shí)產(chǎn)量：P=1.5m×20m/min×60×0.1kg=180kg/hr

凈功率：Q=P×ΔT×Cp

=180kg/hr×（125-25）℃×2.5kJ/kg.℃

=45000kJ/hr

=45000/3600kJ/s

=12.5kW

實(shí)際配置功率≥12.5kW/40%=31.25kW

2.含水升溫型

材料中含有一定的水分，需要部分或者全部蒸發(fā)。

計(jì)算需要的條件：

產(chǎn)量（P）、含水量（Mw）、升高溫度（ΔT）、材料比熱（Cp）

計(jì)算方法：熱量需求分三部分，分別計(jì)算后相加

1)材料升溫?zé)崃啃枨驫1

2)水從當(dāng)前溫度加熱到100℃需要的熱量Q2

3)水從100℃蒸發(fā)成100℃的蒸汽需要的熱量Q3

其中，材料升溫?zé)崃啃枨螅≦1）計(jì)算，同前。

水從當(dāng)前溫度（T1）加熱到100℃（T2）需要的熱量計(jì)算：

已知水的比熱（Cw）為：4.18kJ/kg.℃

Q2=Mw×（T2-T1）×Cw

水從100℃蒸發(fā)成100℃的蒸汽需要的熱量已知水的蒸發(fā)熱（ΔQ）為：2260kJ/kg

Q3=Mw×ΔQ

總的熱量需求為：Q=Q1+Q2+Q3

*例題2某特種高分子材料寬度為2m，厚度為0.5mm，烘干后密度為300kg/m3，加工前含水率為12%。已知生產(chǎn)線速度為10m/min，材料比熱為2kJ/kg.℃，加工前材料溫度為20℃，需要用加熱輥將材料加熱到160℃。求這個(gè)過程需要的凈功率。

假設(shè)熱利用率為50%，每支輥的功率配置約35kW，則需要配置多少支加熱輥比較合理？

解答：每小時(shí)加工材料的產(chǎn)量

.P=10m/min×2m×0.5×10-3m×300kg/m3×60=180kg/hr

每小時(shí)需要蒸發(fā)的含水量

Mw=180kg/hr÷（1-12%）×12%=24.5kg/hr

材料升溫?zé)崃啃枨?/p>

Q1=P×ΔT×Cp

=180kg/hr×140℃×2kJ/kg.℃

=50400kJ/hr

水從當(dāng)前溫度加熱到100℃需要的熱量

Q2=Mw×（T2-T1）×Cw

=24.5kg/hr×80℃×4.18kJ/kg.℃

=8193kJ/hr

水從100℃蒸發(fā)成100℃的蒸汽需要的熱量

Q3=Mw×ΔQ

=24.5kg/hr×2260kJ/kg=55370kJ/hr

總的熱量需求為：Q=Q1+Q2+Q3

=50400kJ/hr+8193kJ/hr+55370kJ/hr

=113963kJ/hr

=113963/3600kJ/s

≈32kW

所以產(chǎn)品的凈功率約為32kW

假設(shè)熱利用率為50%，那么實(shí)際配置的功率是64kW，每支輥的功率配置約35kW的話，建議

配置兩支加熱輥比較合理。

確定了合理的功率，輥筒的選擇就成功了一半。

聯(lián)凈電磁加熱輥結(jié)構(gòu)示意圖

獨(dú)特的能量密度發(fā)布技術(shù)，讓輥筒實(shí)現(xiàn)高效加熱的同時(shí)，表面溫度均勻性可保持在±0.5℃以內(nèi)。

聯(lián)凈電磁加熱輥工作原理

輥體內(nèi)均勻布置的加熱線圈外接電源控制模塊。

通電后將50HZ/60HZ的交流電變換成直流電壓，再經(jīng)過電源控制模塊將直流電壓轉(zhuǎn)換頻率為20-40KHZ的高頻電壓輸出，快速運(yùn)動的高壓電流在輥體內(nèi)部線圈中產(chǎn)生高速變化的磁場。

磁生熱，線圈中產(chǎn)生的磁場與金屬輥體接觸后加熱輥輥體內(nèi)部聚集切割交變磁力線而產(chǎn)生交變的電流(即渦流)，渦流使加熱輥輥體的鐵原子高速無規(guī)則運(yùn)動，原子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能。

簡單說，電磁感應(yīng)加熱的原理就是利用電、磁、熱能間的轉(zhuǎn)換達(dá)到使被加熱物體自身發(fā)熱的效果。

聯(lián)凈電磁加熱輥特點(diǎn)

溫度分布范圍大

輥筒在電磁場的作用下自身感應(yīng)發(fā)熱，可以實(shí)現(xiàn)50~420℃范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電磁加熱輥的溫度。

溫控精度高，輥面溫度均勻

采用特殊的能量密度分布技術(shù)，可實(shí)線輥面溫度精度最高達(dá)±0.5℃。

還可以按照用戶工藝需求，進(jìn)行特殊的溫度分布設(shè)計(jì)。

結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間

聯(lián)凈電磁感應(yīng)加熱輥只需要用電，無須其他動力設(shè)施，安裝和使用空間小。

使用清潔，維護(hù)方便

沒有使用導(dǎo)熱油、蒸汽及其它可燃物的泄露，工作現(xiàn)場清潔。模塊化設(shè)計(jì)結(jié)合多元化人機(jī)交互畫面，一鍵操控，操作維護(hù)方便。

支持Modbus/TCP、Modbus RTU/ASCII、RS-485、EtherNet-IP等通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)更多的工業(yè)互聯(lián)可能。

能耗更低

通過感應(yīng)方式加熱，熱效率高，和傳統(tǒng)導(dǎo)熱油加熱輥、蒸汽加熱輥相比，能耗降低50%左右，部分行業(yè)節(jié)能率超過70%。

聯(lián)凈電磁感應(yīng)加熱輥在激光防偽模壓設(shè)備中的應(yīng)用

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