图1。1  干衣机空气处理过程

1。3。2  衣物的一般干燥过程

在恒定的外部温湿度条件下，织物的干燥过程主要有以下四个阶段：

（1）预热阶段：

湿衣物表面温度上升较快，提供水分蒸发所需要的汽化热，但含水率变化不明显，烘干效率较低。

（2）匀速干燥阶段：

衣物内部水分向表面传递以维持表面的饱和状态。热空气传递给衣物的热量则完全提供水分汽化热，热湿传递达到动态平衡。在热湿传递的动态平衡过程中，环境温度和衣物温度基本没有变化或略有上升。

（3）降速干燥阶段：

水分由内部向表面传递的速率低于表面水分蒸发速率。从内部迁移到表面的水分不足以维持其饱和状态，蒸发过程开始进入衣物内部[13]。此时，热空气传给织衣物显热大于水分气化所需的热量，热量一部分用于水分汽化，另一部分使衣物温度升高，衣物表面开始干燥。

（4）干燥末期：

衣物含水率变化非常小，温度进一步升高最终和烘干温度达到平衡，衣物完全干燥。

图1。2 干燥速度、含水率和温度变化趋势

1。4  本文主要研究工作

本论文的研究对象利用船舶主机缸套冷却水余热的轻型海巡船干衣机，其主要包括以下三个模块：缸套冷却水余热回收模块、干衣室模块、排风余热回收模块。研究目的是根据海滨气候条件、轻型船舶作业特点以及船员生活习惯对干衣机的工作原理、结构尺寸进行设计，对于重力式热管换热器、气—液型翅片管换热器进行结构设计和选型，并采用数值模拟手段优化设计干衣室烘干流道的气流组织形式，使得干衣室内形成比较均匀的流场和温湿度场，以满足干衣机系统的制造要求。具体工作包括：文献综述

（1）利用缸套冷却水做热源的干衣机系统方案设计，包括：加热与除湿方式的选择，缸套冷却水余热回收模块设计、干衣室模块设计、排风余热回收模块设计，干衣量与干衣负荷计算，风量计算，风管布置和风管水力计算等；

（2）基于重力式热管换热器原理的回热器以及气—液型翅片管式换热器设计选型；

（3）干燥室内气流组织空气流动数值模拟。针对提出的气流组织方案，建立适合于求解干衣室内空气分布特征的三维几何模型；选取合适的数学模型以及数值计算方法；分析该气流组织方式的速度场、温度场和湿度场的特征；提出干衣室烘干流道气流组织的优化设计方案；

（4）干衣机性能研究、能效分析以及经济性分析。采用除湿能耗比SPC、单位时间除湿量MER、单位能耗除湿量SMER等指标考察其性能，以同规格的热泵式干衣机作比较估算其经济效益与环境效益。

第2章  600吨级海巡船干衣机系统方案总体设计

针对现有500～1000T海巡船热泵干衣机中存在的需燃油发电机组发电供能、耗电量大、噪声大等问题，设计出一种利用船舶主机缸套冷却水余热来干燥衣物的干衣机。该干衣机耗电量少、体积小、噪音小、环境友好。干衣机分为三个模块：缸套冷却水余热回收模块、干衣室模块、排风余热回收模块。干衣机的控制部分包括温湿度传感器、电磁阀、显示器以及与之相连的控制器。

2。1  600吨级海巡船干衣机干衣原理

2。1。1  600吨级海巡船干衣机干衣原理

针对现有500～1000T海巡船热泵干衣机中存在的需燃油发电机组发电供能、耗电量大、噪声大等问题，设计出的一种利用船舶主机缸套冷却水余热来干燥衣物的干衣机工作流程如2。1所示。