Simulação e pesquisa teórica sobre a estrutura da lâmina de ar do forno de revestimento

2026-07-24

Simulação e pesquisa teórica sobre a estrutura da lâmina de ar do forno de revestimento

A lâmina de ar é o elemento-chave de projeto e execução da caixa de secagem. Seu tipo de estrutura afeta diretamente a distribuição do fluxo de ar dentro da caixa de secagem e o efeito de secagem da camada de pasta de secagem. Ela desempenha um papel na organização do fluxo de ar dentro da caixa de secagem e no ajuste da sua função, e um tipo de estrutura adequado pode evitar a formação de vórtices no fluxo de ar, permitindo que o ar seja soprado lenta e uniformemente sobre a superfície da pasta de secagem. Ao mesmo tempo, a lâmina de ar é um elemento de resistência, e quanto maior a sua resistência, maior será a resistência de toda a caixa de secagem, aumentando assim a perda de energia do sistema de secagem. Além disso, uma tela perfurada pode ser instalada dentro da lâmina de ar, o que ajuda a distribuir uniformemente o fluxo de ar quente proveniente da câmara de ar.

A figura acima mostra a estrutura de 4 tipos de facas de ar descritas neste artigo. Na faca de ar tipo I (a), o fluxo de ar é expelido pela fenda da ventaneira inferior após o ajuste da cavidade de seção triangular invertida; na faca de ar tipo II (b), o fluxo de ar é ajustado na cavidade de seção transversal retangular e passa pelas duas laterais da parte inferior, sendo expelido obliquamente pelas fendas do bocal de ar; a faca de ar tipo III (c) constrói uma placa divisora de cavidade interna com base na faca de ar tipo II, e o fluxo de ar passa pelas duas laterais da parte inferior sob a drenagem da placa divisora, sendo expelido pela fenda do bocal de ar oblíquo; para a faca de ar tipo IV (d), com base na faca de ar tipo III, o formato da carcaça da faca de ar é alterado, passando de convexo para côncavo.  Este tipo de corte com jato de ar é um processo no qual um fluxo de ar quente de alta velocidade é gerado na saída da fenda do bocal de ar, impactando e secando a superfície da peça polar. A transferência de calor por convecção do ar promove a remoção das moléculas de solvente da camada de pasta.

Conforme ilustrado na figura, H representa a altura da área de secagem da caixa de secagem, d a largura da fenda da lâmina de ar, e a linha central do jato de impacto forma um determinado ângulo com a parede de impacto. O jato de impacto pode ser dividido em zona de jato livre, zona de impacto e zona de jato de parede.

Zona de jato livre: A característica da zona de jato livre é que a velocidade do ar quente em qualquer posição nesta zona é a mesma que a velocidade do fluxo de ar na ventaneira, e o fluxo de ar mantém inalterada a energia potencial de impacto original. Como as térmicas injetadas inicialmente trocam momento com o fluido estacionário no ambiente circundante, a largura da área de injeção aumenta à medida que o jato livre continua.

Zona de impacto: Após o término do jato livre, a velocidade do fluxo de ar quente também se altera, passando de uma distribuição uniforme inicial para uma diminuição gradual. Durante esse processo, a largura lateral da zona do jato continua a se expandir, formando uma zona de impacto. Nessa zona, observa-se que a espessura da camada limite acima da parede de impacto permanece praticamente constante.

Zona de jato de parede: Após o fluxo de ar atingir a parede de impacto, sua direção é alterada em um determinado ângulo, entrando na zona de jato de parede. Nessa zona, o fluxo de ar se desloca próximo à superfície da parede, e sua velocidade diminui à medida que avança.

Análise comparativa de diagramas de traçado de fluxo de ar quente

O ar quente desordenado entra na lâmina de ar pela entrada de ar, passa pelo fluxo uniforme da placa de malha perfurada e pela placa de distribuição, fluindo uniformemente até o bocal da lâmina de ar. Quando o ar quente atinge a peça polar, a mudança na direção do fluxo produz o resultado mostrado na figura abaixo. A uniformidade do ar quente que incide sobre a peça polar é controlada principalmente por dois fatores: a malha de fluxo uniforme, que garante a entrada uniforme do ar quente na lâmina de ar, e o bocal da lâmina de ar, que recircula o ar quente.

Os quatro tipos de diagramas de traçado da caixa de teste são diferentes devido aos diferentes tipos de lâminas de ar.

A distribuição dos traços do fluxo de ar quente na caixa de teste de lâmina de ar tipo I é relativamente regular. Na superfície da peça polar, o ar quente flui do meio para as duas extremidades e para o espaço superior, cobrindo basicamente a superfície da peça polar;

A distribuição dos rastros do fluxo de ar quente na câmara de teste de lâmina de ar tipo II é relativamente dispersa. Na superfície da peça polar, a maioria das partículas de ar quente flui apenas para o espaço superior a partir das duas extremidades da peça polar, e a área de cobertura é pequena;

Na câmara de teste de lâmina de ar tipo III, a maior parte das partículas de ar quente flui das duas laterais (não das extremidades) do centro da superfície da peça polar em direção às duas extremidades e ao espaço superior, cobrindo uma grande área; o fluxo ocorre simultaneamente no centro, nas extremidades e no espaço superior da peça polar, e a distribuição é relativamente simétrica e uniforme, cobrindo basicamente a superfície da peça polar.