温風乾燥の考え方

質問

お世話になります。
現在、温風乾燥の検討を行っています。

現在の条件は
230×150×600(mm)　約21Lの空間Aに
物体A（100×70×15mm）を4個並べて、表面に付いている水を
45度の温風ブロー(4本)で乾燥させようとしています。
高い圧で、液を吹き飛ばす必要はなく、温めて蒸発させるイメージです。
目標乾燥時間は15分。

この条件の時、何が重要になってくるでしょうか？
今は当り評価として、ブロー1本当り100L/minで配管内径φ10にて
乾燥をさせる予定にしています。

換気量から考えると、単純計算4本で400L/minとなり、
空間Aが21Lなので、21L÷(400÷60)≒3秒で1回換気が可能なので、
蒸発量から考えても、充分に乾燥は可能だと思っています。

ただ、乾燥についての知識も乏しく、
何を基準にして考えを進めて行けばよいのかが不安で
是非、皆様のお力をお借りしたいと思っています。
宜しくお願いします。

回答No.2

noname#230359

多分、問題なく乾くと思います。

さて、洗濯物が乾くのは、お日様（太陽）の暖かさ（熱）より、風の力（風速）の方が
重要です。
因って、乾燥物の水滴を吹き飛ばす事はしなくても、乾燥物表面の風の流れは大切です。
空間の換気ではなく、乾燥物表面の風の流れが均一になる、又は水滴が残る部分をより
強く吹き付ける構造が大切と考えます。

回答No.1

noname#230359

乾燥は空気を媒体に行なうので、空気に取り込める水蒸気量で制限されま
す。たとえは20℃の飽和空気を45℃に過熱した場合、取り込める最大の水の
量は60-17＝43ｇ/m3　位です。仮に表面水の厚さを0.2ｍｍとして、Aの表面
積191cm2ですから、3.8ｇ/個なので4個で15.2ｇとなります。
最低限必要な空気量は15.2/43＝0.35m3＝350L　です。実際にはこの5倍くら
いを想定して1750L、ブロー流量が400L/minなので、4.4分に相当します。
また入口と出口温度の差が15℃と仮定して、空気の単位体積あたりの有効熱
量は11.7 KJ/m3　程です。50℃における蒸発熱は2,383KJ／kgですから、水
15.2ｇを気化させるのに36kJの熱量が必要となり、空気量は3m3＝3000L必
要です。ブロー流量が400L/minなので、7.5分に相当します。
これらを加温時間(蒸発)と定常時間(吸着)と考えて加算すれば処理時間が
約12分と言う結果になります。上記の計算ではケース温度および物体Aの熱容
量を無視しています。これらが11.7×3＝35 KJ　以下ならば15分で処理が完
了できます。実際の効率は上記計算より低いと思われるので、やや厳しいか
も。配管内径10mmと記載されていますが、流量100L/minとすると流速が21　
m/ｓとなり、現実的でないと思います。少なくとも30mmは必要ではないでし
ょうか。

高速のジェットファン並みの風速ですから、温風乾燥に適用するレベルでは
ないと言う意味です。圧損が大きくなり、風量が上げられません。

お礼

分かり易い回答ありがとうございます。
上記の内容からすると、やはり換気量が重要になってくるという事ですね。
ブローの流量も充分必要ですが、換気(排気)量も充分にないと、
飽和の関係上、蒸発量に影響が出ることが分かりました。

流量100L/minでφ10内径の場合の流速が21m/sが現実的ではないとありますが、
実際は配管抵抗や、圧損などにより現実的ではないということでしょうか？

なるほど。
確かに、よく考えれば速過ぎますね。

流量に重点を置いて、再度検討を行い評価を重ねていこうと思います。
具体的に計算するべき項目も挙げて頂き大変助かりました。
また何かありましたら宜しくお願いします。