浅析影响印刷机热风干燥效果的因素

时间:2008-03-22 11:30:51来源:科印传媒《印刷技术》作者:张海燕、孙龙
  2.热风风速
   (1)负压效应
  热风干燥机理的一个关键问题就是由于热风在承印物表面的流动造成负压,而油墨内部溶剂在这个负压的作用下,从油墨内部挥发出来。在高速印刷状态下,承印物表面存在空气附着层,溶剂从油墨中挥发出来首先到达附着层,并很快达到饱和状态,这给溶剂的进一步挥发造成阻碍。需要具有一定速度和流量的热风不断地和挥发出来的溶剂形成对流,造成局部溶剂的浓度降低,则溶剂的蒸汽分压随之降低,由于“负压效应”,溶剂就可不断地挥发出来。
  “负压效应”的作用越明显,油墨干燥的效果就越好。热风风速的大小和方向都会对压差值的大小产生很大影响。
  (2)不同的热风方向对干燥效果的影响
  凹印机热风烘箱均采用狭长喷嘴的方式。由喷嘴吹出的热风方向与承印物的运动方向有三种位置关系,如图2所示。
  图2(a)中热风方向与承印物方向的夹角为锐角。在这种情况下,热风和承印物的速差势必减小,即热风吹过物体表面的流速减慢。结果在承印物表面产生的压强就越大,这就不利于溶剂向外挥发。另外,这种方向的风嘴不能将热风的能量有效地传递给承印物及油墨。


图2(a) 热风方向与承印物方向的夹角

  图2(b)中热风方向与承印物方向的夹角为直角。承印物与风嘴之间的距离最短,热风能量的损失最小。能够最大程度地将热风能量传递给油墨。


图2(b) 热风方向与承印物方向的夹角

   图2(c)中热风方向与承印物方向的夹角为钝角。承印物和热风之间的速差增大,承印物表面的压强减小,有利于溶剂的挥发干燥。在这三种位置中,这是一个最佳方案。但缺点是能量损失太多。因此,在设计风嘴的方向时应该兼顾图2中(b)和(c)这两种情况。


图2(c) 热风方向与承印物方向的夹角

   (3)管道阻力对风速的影响有很多因素影响热风风速的大小,比如烘箱喷嘴的形状、风道壁的粗糙度、烘箱进风口的大小等都会对其产生作用。
  整个加热系统的动力都是由风机提供的,风机会提供两部分的压力,即静压和动压。在送风过程中,克服管道阻力的压力为静压,把气体流动中所需动能转换成压力的形式为动压。动压在实际中是以气体的流动速度来体现的。在系统中,这两种压力在一定条件下可以相互转化。
  由于空气本身有黏滞性而且与风道壁间有摩擦,沿程将产生阻力,克服沿程阻力所引起的能量损失,称为沿程压力损失。在加热系统中,当所用的风机确定后,沿程压力损失过大,最终将影响到烘箱喷嘴处的热风风速,从而影响干燥效果。
  一定风量的热风流过管道时的压力损失取决于管道长度、表面粗糙度、弯度、截面积变化程度等管道本身固有性质以及通过其内部的热风速度。可用公式表示如下:
     P=ξV2ρ/2
  式中:P—压力损失(Pa);
     V—管道中热风流速(m/s);
     ρ—热风的密度(kg/m3);
     ξ—管道固有的阻力系数。
  不同的管道有其相对应的阻力系数,我们在设计热风管道时可以参考。在设计烘箱和送风管道时,我们必须从有利于提高热风在管道中均匀流动、降低对其的阻力着手,这样才能充分利用风能,提高热交换量和风速等指标。这需要我们对各种加热系统结构进行试验测试,然后进行改进,以利于更好地实现各项功能。

  (注:作者为:孙龙、张海燕)


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