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烘缸上的紙頁受熱后，紙頁中的水分由液相變?yōu)闅庀唷Ｔ趥鹘y(tǒng)的干燥條件下，這種相的改變，所需熱量為2290KJ/kg。大多數(shù)蒸發(fā)作用是在烘缸間的開放引紙區(qū)進行的。蒸發(fā)過程可用普通傳質方程式表示。
下圖顯示在高速紙機旋轉接頭內烘缸間引紙的剖視圖。紙頁蒸發(fā)作用按基本傳質方程式列示如下：
Evpa=K*A*（Ps-Pa）
K——傳質系數(shù)（紙頁表面空氣膜的阻力大小）
A——蒸發(fā)面積（視引紙的長度而定），m2
Ps——紙頁中水的水汽壓力。Ps
Pa——紙頁周圍空氣中的水汽分壓，Pa
由于傳統(tǒng)干燥部的布置形式，很難減少伴隨著紙頁的界面層空氣的阻力（K）。現(xiàn)在還沒有辦法可以“沖洗”掉界面層而又不干擾紙頁或不造成烘缸袋區(qū)內的阻塞。
紙頁中水分的水汽壓力，直接與紙頁溫度有關。紙頁溫度是傳熱過程與蒸發(fā)過程之間的聯(lián)系點。有效的傳熱提高了紙頁溫度，并提高了紙頁中水分的水汽壓力（Ps），在從紙頁中蒸發(fā)水分時，紙頁溫度下降。
紙頁周圍空氣中的水汽分壓直接與空氣的絕對濕度有關。烘缸袋區(qū)的高濕度提高水汽分壓和降低蒸發(fā)作用。與透氣性良好的干毯相關的袋通風系統(tǒng)，其功用就是向袋區(qū)引入干熱的空氣，并“沖洗”袋區(qū)內的濕空氣。袋區(qū)濕度要經(jīng)常測定。推薦的袋區(qū)濕度如下表所示。
一般袋區(qū)濕度若高于表列的數(shù)據(jù)，將嚴重影響蒸發(fā)作用。袋通風效率降低或干毯透氣度降低，時造成袋區(qū)高濕度的主要原因。造紙工作者還必須經(jīng)常解決好干毯透氣度與紙頁穩(wěn)定性之間的矛盾。高透氣度干毯將大量空氣吸入袋區(qū)，在高抄速下對紙頁造成干擾。低透氣度干毯可阻滯進入袋區(qū)的氣流，但使袋區(qū)濕度增加，蒸發(fā)效率降低。
一、干燥變數(shù)的影響
影響干燥部效率的基本變數(shù)很多。這些變數(shù)都假設烘缸幾何形狀固定和蒸汽溫度不變。
各種干燥變數(shù)對烘缸總效率影響的估計數(shù)字見下圖。該圖只給出了各種變數(shù)總影響的一般性指數(shù)值。由于變數(shù)跟許多不同的機器幾何形狀及條件之間的相互關系，要準確判定其影響是很困難的。
二、干燥區(qū)
干燥部中個點的干燥速率不同。下圖表示紙張典型的干燥曲線。
紙頁開始進入干燥部時的溫度低于蒸發(fā)所需的溫度。烘缸必須將紙頁中的纖維和水分加熱到蒸發(fā)溫度。此段稱為“紙頁加熱區(qū)”。紙頁加熱區(qū)的位置通常在第一至第四個烘缸，視紙頁初溫、烘缸蒸汽壓力、紙頁水分含量和紙頁定量而定。
紙頁蒸發(fā)作用一直持續(xù)最高速率，然后進入“恒速干燥區(qū)”。恒速區(qū)的蒸發(fā)速率很高。在該區(qū)內很容易蒸發(fā)掉游離水。
下一個干燥區(qū)為“降速干燥區(qū)”。在該區(qū)中紙頁表面不在存在游離水。紙頁中大量的孔隙的失水而持續(xù)降低。要確定紙頁在哪一點進入降速區(qū)是很難的。在該區(qū)前期蒸發(fā)速率很高，接近恒速區(qū)水平。在該區(qū)域的恒速與降速段的區(qū)別很小。
最后一小部分殘存水很難去除，蒸發(fā)速率極低。許多紙機都將紙張干燥到低于規(guī)定的水分含量。如果紙頁橫幅水分不均，抄紙工就采取這個辦法。以紙幅過度干燥來“拉平”橫幅水分分布。但這樣做將浪費干燥能力和增加能耗。紙頁過度干燥很難除去紙頁中水分，而卻可能損失掉直至10%的紙機總干燥能力。較好的解決辦法是找出橫幅水分波動的原因。
三、不同紙種的干燥速率
能夠預測一定紙機和紙種的干燥速率是很有用的。干燥速率隨紙和配比條件而變化。TAPPI收集了北美許多紙廠的干燥數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)按不同紙種進行分類并繪制成曲線。典型的TAPPI干燥速率曲線示于下圖。
干燥速率以kg蒸發(fā)水h-1.m-2總干燥面積表示。蒸汽溫度是烘缸內加權平均飽和蒸汽溫度。
好壞紙機之間的干燥速率差別很大。這主要是由于紙機的結構和裝備不同所致。
四、干燥能耗
干燥部蒸汽使用在紙頁加熱、蒸發(fā)、空氣加熱、不凝氣排出和排汽上。上面表標出這些部分每個單向的耗熱值。
蒸發(fā)所需的熱量基本是固定的，在傳統(tǒng)干燥部要想改進很不容易，視紙機使用的白水溫度而定。如果在進干燥部前使用噴氣器，則紙頁入口溫度可以很高。
空氣加熱方面往往可以大量節(jié)約干燥能耗。應該將加熱的空氣送入干燥部以攜走被蒸發(fā)的水分。也可利用烘缸散失的輻射熱來加熱空氣。烘缸罩和空氣系統(tǒng)的狀況對空氣加熱用的能耗影響很大。設計不良時，其能耗可高達700KJ/kg蒸發(fā)水。
不凝氣（如空氣）可在干燥部積聚，并使傳熱效率受到損失。必須從系統(tǒng)中排出少量蒸汽以防止不凝氣的積聚。設計不好時，其能耗可高到465KJ/kg蒸發(fā)水。
雖然良好的烘缸排水系統(tǒng)絕不應用排放蒸汽來維持烘缸內的壓差，但很多紙機習慣將蒸汽排放到冷凝器或大氣中。這是非常糟糕的做法。因為排放損失的能耗可高達1160KJ/kg蒸發(fā)水，必須使用專用的高速紙機旋轉接頭和CSS虹吸器來解決，也是造紙行業(yè)比較環(huán)保科學的辦法之一。
