一定状态参数（F、t 0、0、d 0、I 0）的空气（冷空气）经热风炉加热后（等湿加热， d 0 = d 1，所加热量为Q g）所得的另一状态参数（F、t 1、1、d 0、I 1）的空气（热空气）由风机送入热风室内，透过谷层后的废气（F、t 2、2、d 2、I 2）进入废气室后，排入大气中；干燥仓内的谷物（G 1、1、1）受热升温干燥，经干燥后的谷物（G 2、2、2）在水份降至预定要求时，即可以排出干燥仓外。
根据实际要求，烘干机基本参数取如下值，并进行设计计算：处理量（烘干前）： G 1 = 1 000 kg；干燥前谷物水份：1 = 23% ；干燥后谷物水份：2 = 13%；干燥速率： V = 1 2% /h.烘干机的结构原理所示。
1风机选配
1. 1空气状态参数选定及计算对烘干机配套风机进行计算时，应采用夏季空气状态参数，即空气温度t 0 = 30、相对湿度0 = 80% ，根据式（ 1）、式（ 2）：d = 622P /（B - P ）（ 1）I = 1. 005 t+ d（ 2 491. 146+ 1. 968 t） /1 000（ 2）可计算空气湿含量d 0和热含量I 0： d 0 = 21. 554 g w /kg q， I 0 = 85. 117 kJ/kg q.
当空气经热风炉加热后的温度t 1 = 55 ，其热含量为： I 1 = 111. 302 kJ/kg q.
干燥后的废气假定温度t 2 = 36. 5，而选定相对湿度2 = 72. 5% ，则废气热含量I 2和湿含量d 2分别为：d 2 = 28. 462 g w /kg q； I 2 = 109. 538 k J/kg q.
式（ 1）、（ 2）中B大气压力，取B = 101 324 Pa；P某气温时饱和水汽分压； t 0 = 30时， P 0 = 4 242 Pa； t 2 = 36. 5时， P 2 = 6 108 Pa.
对所假定的废气温度（ t 2 = 36. 5）是否符合实际情况，将在后文加以验证。
1. 2干燥仓内物料衡算
烘干机处理量G = 1 000 kg，以干燥速度V = 1 5% /h进行干燥作业时，初始水份由1 = 23%干燥至最终水份2 = 13% ，其水份蒸发量W及水份蒸发速度W按式（ 3）、（ 4）计算：W = G 1（1 - 2） /（ 100- 2） = 114. 942 kg（ 3）W = W /T = 17. 241 kg /h（ 4）式中G 1谷物干燥前重量流量， G 1 = G 1 /T = 150 kg/h； T纯干燥时间， T = （1 - 2） /V = 100 /15 h；此时，干燥仓内干燥后的谷物重量流量G 2按式（ 5）计算：G 2 = G 1 - W = 133 kg /h（ 5）1. 3干燥仓内热量衡算烘干机对物料进行干燥作业时，进入干燥仓的热量Q j按式（6）计算< 1>：Q j = Q z + Q c（ 6）式中Q z干燥介质所带热量， Q z = F I 1或Q z = F I 0 + Q g； Q c物料在干燥前所带热量， Q c = G 1 C 1或Q c = G 2 C 2 + W C w 1；离开干燥仓的热量Q L按式（ 7）计算：Q L = Q F + Q X + Q S（ 7）式中Q F废气带走热量， Q F = F I 2； Q x干燥后物料所带走热量Q x = G 2 C 2； Q s干燥仓表面散失热量Q s = K S t m烘干机所需加的热量Q g按式（8）计算：Q g = F （I 1 - I 0）（ 8）烘干机稳定状态时的热平衡方程式如式（ 9）：Q j = Q L或Q z + Q c = Q F + Q x + Q s（ 9）此时：F （I 2 - I 1） = W C w 1 -〔G 2 - C 2（2 - 1）+ K S t m〕或： Q g = F （I 2 - I 0） = W C w 1 +〔G 2 C 2（2 - 1） + K S t m〕由此，烘干机所需要的热量可按式（ 10）计算：Q g = F （ I 2 - I 0） - F （ I 2 - I 1）（ 10）在干燥时汽化每千克水份，即： f = Fg /W = Q /W时，热平衡方程式及对烘干机所需热量Q g可写为：f （I 2 - I 1） = C w 1 -〔G 2 C 2（2 - 1） + K S t x〕/W q g 1 = f （I 1 - I 0）q g 1 = f （I 2 - I 0） - f （I 2 - I 1）上述各式中： C w水比热， C w = 4. 186 8 kJ/kg；C 2粮食比热， C 2 = 1. 549 + 0. 026 4 2；2 = 13%时， C 2 = 1. 892 kJ /kg；S干燥仓散热面积，S = 12 m 2； t m干燥仓表面平均散热温度，，按式（ 11）计算；t m = 0. 5（ t 1 + t 2 + 1 + 2） /2 - t 0（ 11）式中t 0大气温度，取t 0 = 30 ； t 2废气温度，取t 2 = 36. 5 ；1干燥前物料温度，与大气接近，取1 = t 0 = 30 ；2干燥时物料温度，比干燥介质温度稍低，取2 = 50 ；计算得： t m = 12. 875 ； K传热系数， kJ/m 2 h，按式（ 12）计算：K = （1 / 1 + / + 1 /u 2） - 1（ 12）式中设干燥介质相对于干燥仓内壁流速u 1 = 0 4 m /s，空气相对于干燥仓外壁流速u 2 = 0. 1 m /s时，干燥介质、空气对干燥仓壁的放热系数为：1 = C + u 1 D = 26. 6 kJ/m 2 h；2 = C + u 2 D = 22.
4 kJ/m 2 h。
C干燥仓表面状态系数，对轧制钢板， C = 21； D干燥仓表面状态系数，对轧制钢板C = 14；干燥仓壁厚，取= 0. 001 m；干燥壁导热系数，对钢材，= 167. 5 kJ/m 2 h；计算得： K = 12. 152 k J/m 2 h；干燥过程中，对汽化每千克水份，干燥仓表面所散失的热量q s，按式（13）计算：q s = Q s /W = K S t m /W（ 13）计算得： q s = 72. 60 kJ/kg W f （I 2 - I 1） = C w 1 -〔G 2 C 2（2 - 1） /W + K S t x /W〕= - 177. 916 kJ/kg W f （I 2 - I 1） < 0，即I 2 - I 1 < 0，说明此系实际干燥过程。
1. 4干燥介质消耗
烘干机进行干燥作业时，物料对于干燥介质消耗量F （ kg q）为：F = 1 000 W /（d 2 - d 1）（14）汽化每千克水份时，干燥介质消耗f （kg q）可以写为：f = 1 000 /（d 2 - d 1）（15）此时应检验d 2的可靠性，即对前所假定的废气温度（ t 2 = 36. 5），验证其是否符合实际情况，由上述有关式子进行计算，得： q g 1 = 1 000（I 2 - I 0） /（d 2 - d 1） - f （I 2 - I 1） = 3 719. 606 kJ/kg W；q g 2 = 1 000（ I 1 - I 0） /（d 2 - d 1） = 3 790. 53 k J/kg W； q g = （q g 2 - q g1） /q g 2 = 0. 018 7 = 1. 87% < 2%.
由上述计算可知： q g2、q g1的误差值q g < 2%时，原定假设成立，即：对废气所确定的状态参数（ t 2、2）基本符合实际情况。此时，干燥介质消耗量F可以确定为： F = 1 000 W /（d 2 - d 1） = 2 492. 38 kg q /h.
1. 5风机风量确定烘干机采用压入式送风，经风机热风温度t 1 = 55时，比容按式（16）计算：= 3. 46 T（ 622 + d 1） /1 000B（16）式中T绝对温度（K ）， T = 273 + 55；计算得：= 0. 961 m 3 /kg q这时，干燥介质的体积流量V为：V = F = 2 395. 33 m 3 /h经上述计算，选用4- 72 3. 2A离心风机（风量为3 250 m 3 /h时，风压为918 Pa；风量为1 688 m 3 /h时，风压为1 300 Pa），当风压为1 160 Pa时，风机风量为2 476 m 3 /h，能满足烘干机在谷物烘干时对风量的要求。
1. 6风机风压的校核
烘干机采用4- 72 3. 2A型离心风机，在满足烘干机风量时风压为1 160 Pa，根据风机在烘干机中工作情况，其风压主要用于克服粮层阻力（p l）与热风炉系统阻力（p r），若不考虑烘干机内部风道及排风管（长短、大小）引起的风压损失时，有：p f = p l + p r（17）1. 6. 1粮层阻力p l p l = 9. 81（a u s+ b u 2 s 2）H（18）式中a阻力系数，对稻谷a = 82； b阻力系数，对稻谷b = 645； s粮堆空隙率，对稻谷s = 0. 5；u透过粮层气流速度； u = F /3 600 A = 0. 54 m 2 /s，其中A = 0. 4 1. 2 4 = 1. 92m 2；H粮层厚度， H = 0. 096 m.
计算得： p l = 65. 13 Pa 1. 6. 2热风炉系统阻力p r经计算热风炉系统阻力p r = 600 Pa（具体计算从略）。此时， p f = p l + p r = 665. 13 Pa，故采用4 72 3. 2A离心风机，其风压能满足烘干机的要求。
2电机的选配
2. 1升运器参数确定烘干机采用综合式升运器（r L < h < r T），对其生产率、消耗功率分别进行计算。
2. 1. 1升运器生产率G G = 3. 6c r V6 /a（ 19）式中c料斗容积，取c = 0. 54 V 6 /a；充满系数，取= 0. 7； r物料容重，取r = 0. 5 t/m 3； V 6胶带速度， V 6 = 1. 987m /s； a斗距，取a = 0. 179 5 m.
计算得： G = 7. 532 t/h.
2. 1. 2升运器消耗功率N S N S = GH g /36 000（ 20）式中H提升高度，H = 2. 85 m；提升效率，垂直提升时= 0. 5 0. 7，取= 0. 6；计算得： N S = 0. 097 kW.
2. 2螺旋输送器的生产率与功耗计算烘干机包含上、下螺旋输送器，其中上螺旋输送器作散粮用，下螺旋输送器作循环、排粮时之用。
2. 2. 1上螺旋输送器生产率G G =〔（D + 2 ）2 - d 2〕60 s n 4 r c /4（ 21）式中D螺旋外径， D = 0. 095 m；螺旋外径与壳体表面间的间隙，取= 0. 016 m； d螺旋轴直径， d = 0. 02 m；充满系数，= 0. 4； s螺距，s = 0. 075 m； n 4螺旋转速， n 4 = 617 r/m in； r物料容重， r = 0. 5 t/m 3； c倾斜输送系数，当输送器作水平输送时， c = 1；计算得： G = 6. 856 t/h.
2. 2. 2上螺旋输送器消耗功率N L N L = G g（I P W 0 + H ） /3 600（ 22）式中I P被送物料运送行程的水平投影距离，取I P = 1. 125 m； W 0被送物料在输送管内运动阻力系数，对于谷物， W 0 = 1. 2； H物料提升高度，该螺旋输送器为水平送料，即H = 0；修正系数，当螺旋输送器倾斜角B < 20时，取= 1；计算得： N L = 0. 025 kW.
经上述计算，升运器与上螺旋输送器的总消耗功率为： N S + N L = 0. 122 kW，电机功率N C按式（ 23）计算：N C = K j（N S + N L） / 1 2（ 23）式中K j功率储备系数，取K j = 1. 4；1第一级皮带传动效率系数，1 = 0. 85；2第二级皮带传动效率系数，2 = 0. 80；计算得： N C = 0. 25 kW采用Y801 4 0. 55 kW 1 400 r/m in电动机时能满足设计要求。
2. 2. 3下螺旋输送器生产率G G =〔（D + 2 ）2 - d 2〕60 s n r c /4（24）式中D螺旋外径， D = 0. 095 m；螺旋外径与壳体表面间的间隙，取= 0. 015 m； d螺旋轴直径， d = 0. 02 m；充满系数，= 0. 6； s螺距，s = 0. 03 m； n螺旋转速， n = 924 r/m in； r物料容重， r = 0. 5 t/m 3； c倾斜输送系数，当输送器作水平输送时， c = 1；计算得： G = 3. 44 t/h 2. 2. 4下螺旋输送器消耗功率N L N L = G g（I P W 0 + H ） /3 600（25）式中I P被送物料运送行程的水平投影距离，取I P = 1. 400 m； W 0被送物料在输送管内运动阻力系数，对于谷物， W 0 = 1. 2；H物料提升高度，该螺旋输送器为水平送料，即H = 0；修正系数，当螺旋输送器倾斜角B < 200时，取= 1；计算得： N L = 0. 015 kW 2. 3排粮机构功率消耗及主动电机功率2. 3. 1排粮机构功率消耗N P N P = 4f R n /9 550（26）式中f排粮阻力， N； R排粮半径， R = 0. 087 mm； n排粮轮转速，取排粮状态n = 33 r/m in；f = 9. 81 10 r b h L = 2. 96 N；式中r物料容重， r = 0. 5 t/m 3； b粮槽宽度， b = 0. 096 m； h粮槽高度， h = 0. 450 m； L排粮轮长度， L = 1. 397 m；计算得： NP = 0. 365 kW.
2. 3. 2主动电机功率的确定烘干机主电动机驱动下螺旋输送器，并通过变速器驱动排粮轮，从而完成谷物循环作业和排粮作业，其功率N X按式（ 27）计算：N X = K j（N L + N P） / 1 2 3（27）式中K j功率储备系数，取K j = 1. 4；1第一级皮带传动效率系数，1 = 0. 85；2第二级皮带传动效率系数，2 = 0. 80；3变速器传动效率系数，3 = 0. 90；计算得： N X = 0. 869 kW.采用Y90S 4 1. 1 kW 1 400 r/m in电动机，即能满足设计计算要求。
3试验
试验条件如下：谷物：谷物品种为梗稻谷，烘前含水率为24. 7%，烘后含水率小于12%，大气温度为18 24 ，烘干温度为45 55 ，燃料为0 #柴油。
佛手切片：鲜佛手切片厚度为3 5 mm，堆放厚度为15 30 mm，烘前含水率为86%，烘后含水率小于10%，大气温度为19 22 ，烘干温度为80 120 ，燃料为0 #柴油。
4结束语
经过对5HG 1型小型烘干机空气状态参数的选定及计算，得出其配套风机和配套电机的主要参数为：风机选用4 72 3. 2A离心风机（风量为3 250 1 688 m 3 / h，风压为918 1 300 Pa）。经谷物和佛手等农产品试验，结果表明如风机选配合理，应能满足烘干机谷物烘干时对风量风机的要求。烘干机传动电机采用Y90S 4型电动机（ 1. 1 kW 1 400 r/m in），即能满足设计要求。
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