烘干設(shè)備在利用SC /Tetra 的前處理軟件時(shí)，設(shè)置的邊界條件為: 風(fēng)機(jī)軸流風(fēng)速為2 m/s，風(fēng)機(jī)進(jìn)出風(fēng)口采用壓力邊界條件，干燥室壁和板材表面采用無滑絕熱壁面邊界條件，選?。襡alizable κ-ε 湍流模型，關(guān)閉全部進(jìn)、排氣道。氣流數(shù)值模擬結(jié)果常規(guī)熱風(fēng)干燥室內(nèi)的空氣流速度場(chǎng)分布如圖4 所示。

從烘干設(shè)備中看出:

 ①風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的氣流發(fā)散、送風(fēng)速度迅速降低導(dǎo)致氣流下傾，部分氣流到達(dá)右側(cè)豎直風(fēng)道之前就與頂層板材水平面接觸碰撞，部分直接射至豎直風(fēng)道的外側(cè)壁上，氣流在水平-垂直轉(zhuǎn)向處紊亂堆積無法形成光滑順暢射流，使豎直風(fēng)道上方產(chǎn)生渦流，這就導(dǎo)致了板材堆垛左、右上角部分板材經(jīng)常出現(xiàn)開裂、變形翹曲; 

②豎直風(fēng)道上方產(chǎn)生的渦流影響了堆垛上層水平氣道的風(fēng)速，使板材堆垛沿高度方向的空氣流速度分布不均勻，這就導(dǎo)致了板材堆垛沿高度方向各層板材最終含水率不均勻，干燥質(zhì)量差。烘干設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)為了改善常規(guī)干燥室存在板材開裂、變形翹曲，板材最終含水率不均勻的實(shí)際問題。采用新技術(shù)對(duì)常規(guī)干燥室進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。烘干設(shè)備設(shè)置了可調(diào)控引導(dǎo)送風(fēng)罩11，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)出風(fēng)口空氣流的速度; 并設(shè)置了風(fēng)機(jī)移動(dòng)調(diào)節(jié)裝置10 使風(fēng)機(jī)出風(fēng)口氣流的射程與風(fēng)機(jī)至豎直風(fēng)道之間的距離相匹配，使氣流射流到達(dá)豎直風(fēng)道上方正好沿干燥室頂角的圓弧形導(dǎo)流板90°轉(zhuǎn)入豎直風(fēng)道，使送風(fēng)氣流的射流順暢、分布均勻。

為了改善烘干設(shè)備存在板材開裂、變形翹曲，板材最終含水率不均勻的實(shí)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(jì)了可調(diào)控引導(dǎo)送風(fēng)罩和風(fēng)機(jī)移動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，烘干設(shè)備采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)( CFD) 軟件SC /Tetra 對(duì)干燥作業(yè)時(shí)干燥室內(nèi)空氣流速度進(jìn)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(jī)移動(dòng)調(diào)節(jié)裝置可以自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)支撐框架整體沿X 方向移動(dòng)，使風(fēng)機(jī)送出的氣流射程與風(fēng)機(jī)至豎直風(fēng)道之間的距離相匹配。2 套裝置結(jié)合運(yùn)用可實(shí)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(duì)烘干設(shè)備和優(yōu)化后的干燥室送風(fēng)氣流速度進(jìn)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(yáng)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(yáng)時(shí)利用太陽(yáng)能干燥，無太陽(yáng)時(shí)利用熱泵干燥，不用時(shí)可以將太陽(yáng)能熱量及低谷電能轉(zhuǎn)換成熱能儲(chǔ)存起來。系統(tǒng)以太陽(yáng)能熱能蓄熱器供熱為主、熱泵供熱為輔，太陽(yáng)能運(yùn)行費(fèi)用成本為零，熱泵運(yùn)行費(fèi)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(yùn)行，全自動(dòng)切換，大量節(jié)省常規(guī)能源，自動(dòng)控制調(diào)溫調(diào)濕，投資少、收益大，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

為解決我國(guó)木材資源不足和能源浪費(fèi)問題，需要大力研發(fā)改進(jìn)木材干燥設(shè)備適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求?，F(xiàn)代烘干設(shè)備的研發(fā)主要體現(xiàn)在干燥質(zhì)量和干燥效率兩個(gè)層面，干燥質(zhì)量要求成材干燥均勻、變形和裂紋等缺陷較少，干燥效率要求在干燥的過程中實(shí)現(xiàn)能源消耗的較小化且干燥周期短。由于木材干燥是一個(gè)涵蓋了多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的復(fù)雜問題，其中涉及到材料學(xué)、流體力學(xué)、溫度場(chǎng)和結(jié)構(gòu)等多個(gè)領(lǐng)域。

木材干燥是一個(gè)宏觀和微觀兩個(gè)層面的水分遷移過程，又是一個(gè)受到濕度場(chǎng)和流場(chǎng)共同影響的過程。在這種情況下，需要綜合考慮多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的影響作用，深入研究干燥系統(tǒng)的機(jī)理，通過改善干燥設(shè)備的干燥質(zhì)量和干燥致率來提窩資源利用率和節(jié)能減排。實(shí)際中，由于木材干燥設(shè)備較大且干燥周期長(zhǎng)，采用試驗(yàn)型烘干設(shè)備來研究木椅的干燥過程操作難度較大，并且木材干燥受到多個(gè)復(fù)雜因素的影響，試驗(yàn)過程中難Ｗ避免會(huì)破壞原本的干燥條件造成數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確性。本文采用多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和遺傳算法得出合理的結(jié)構(gòu)尺寸和干燥參數(shù)，烘干設(shè)備利用ＣＦＤ方法建立木材干燥塞模型，采用計(jì)算機(jī)模擬的手段來控制干燥系統(tǒng)內(nèi)部的溫度、風(fēng)速等主要變量，再經(jīng)過分析解算驗(yàn)證參數(shù)的合理性用Ｗ指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。