烘干機工作的時候,下部燃燒室的煙氣經排煙口進入煙氣對流換熱段,煙氣兩行程,再由引煙機排出。空氣由進風口(偏心擴散均風結構)經對流換熱降低爐外筒溫度,減少熱損失并對空氣預加熱,到達頂部進入帶插入件的鋼管內對流換熱后,然后進入下部集風室,經噴流沖擊換熱再到上部對流換熱后由熱風出口產出高溫熱風,形成空氣三行程。
在烘干機換熱體的下部高溫段采用噴流沖擊換熱方式,根據沖擊對流傳熱原理,高速噴出的氣流破壞固體表面的流體邊界層,使其紊流化,極大地增加了空氣側的對流換熱系數,從而提高了綜合傳熱系。因此,增加了設備中換熱器的傳熱能力,減少了體積。降低了烘干機的制造成本,縮短了投資回收期。烘干機內的空氣通過在噴流板上分布的許多小孔,以20m/s以上的速度噴向換熱表面,可以降低高溫段內筒壁溫,同時提高總換熱系數,噴流換熱的換熱系數在38-52w(㎡.℃)。烘干機熱風爐的主要破壞形式為高溫氧化碳鋼在650℃以下使用,氧化率較低,650-900℃氧化速度加快,超過900℃時急劇氧化。一般碳鋼使用溫度應控制在450℃以下,空氣溫度不易超過300℃,烘干機的制作材料對于高溫氧化有特殊規律,當溫度在1000℃以下時,氧化速度很低,這是因為材料中的鉻元素形成的保護膜具有抗氧化作用,當溫度到達1040-1100℃時,氧化率急劇增加,這是由于高溫下氧化膜脫落致使表面進一步氧化造成,烘干機選用的材料,出爐時溫度為1050-1070℃。因此,其使用溫度應控制在1000℃以下。采用噴流沖擊換熱使內筒壁溫也降低,熱風出口風溫能夠達到400℃以上。
插入件技術在烘干機設計過程中的采用強化了對流傳熱,使烘干機管內流體發生旋轉運動,加強了邊界層流體的擾動,使傳熱過程得到強化;另外,插件可以起到傳遞輻射熱的作用,使流體間接得到管壁對插件的輻射熱。一般套筒式對流換熱的換熱系數為14-19w/(㎡·℃)。若想要有效地提高換熱效率只有增加風速,但是增加風速也會導致熱風爐的阻力增大。因此不能盲目的提高風速。烘干機采用插入件技術,能夠強化對流換熱,其換熱系數為20-30w/(㎡·℃)。無需增加風速,就可達到提高烘干機換熱系數的目的。在相同的換熱面積下,其材料費用與套筒式對流換熱式相當,最終降低了高溫熱風爐的制造成本。