一、研究背景

随着技术的不断发展，目前在我国已经形成了以胶印、柔印以及凹印三大印刷方式为主的印刷业，这三种印刷方式各有所长，其中凹版印刷具有印品色差小、满版实地印刷以及印金效果好，所得印品无接缝，承印材料适用范围广，适用于长版印刷等优点；现在凹版印刷所采用的承印材料大部分为包装所用塑料薄膜和塑料复合型材料，与传统的包装材料相比，其具有无毒无味、气密性强、化学性能稳定及不易破碎等优点，而且塑料材料印刷后所得图像清晰明快、色泽鲜艳，能够反应商品的高质量、时代感等特点，使得塑料凹版印刷得到了广泛应用，并推动了凹版印刷设备的发展。现在机组式凹版印刷机印速已经高达300m／min，此外，凹版的凹入深度，一般为25～35 u m，最深可达40 un，塑料凹印工艺要求在进行SlJSiJ之前，油墨具有良好的流动性，以便迅速涂布于整个版面，在印刷之后，则要求油墨能够迅速干燥结膜，附着在承印材料的表面，形成图像，虽然塑料凹版印刷采用专用挥发性很强的油墨，但是在如此高的印刷速度和印版凹入深度，要求油墨在极短时间内，迅速干燥结膜，仅仅依靠油墨本身的特性是很难实现的，因此必须借助于一定的干燥装置，此干燥装置作用就是使油墨在印刷之后的很短时间内，迅速干燥、结膜附着在塑料薄膜等承印材料的表面酏，形成印刷图象。为了适应塑料凹印机高速连续印刷的特点和油墨能在塑料薄膜上迅速干燥的要求，所有的凹印机上已装有各种形式的干燥机构。尤其是现代凹印机具有宽幅、多色、高速的发展趋势，使得对印品干燥的要求越来越高，同时对凹印机的干燥机构的要求也越来越高。现在很多凹印机上采用干燥装置对印品干燥时，所采用的干燥条件控制不准确，印品干燥所需要的热风条件均匀性较差，这就会使印品干燥时可能出现干燥不完全，不彻底，干燥不均匀等问题，而影响印刷的后续工作，最终影响印品质量，而出现废品，就会给企业带来很大的损失。因此如何准确的控制干燥条件，提高印品干燥过程中热风条件的均匀性，是一个亟待解决的问题。

二、研究现状

在对凹印机干燥过程的研究中，目前已有很多专家学者对此做了研究。王阿妮通过对印品热风干燥机理研究，建立了印品对流干燥参数与溶剂残留量的数学模型；黄清明针对凹版干燥箱温度非线性、时变性、滞后性等特点，设计研究了以自适应模糊PID算法为基础，可编程为核心的凹版印刷机干燥箱温度优化控制系统；曹学文、林宗虎研究了空气在输气管道的原理，并应用质量守恒原理和相平衡理论建立了输气管道空气干燥机理；牛永生通过热相似理论建立准数方程，并运用准数方程得到了换热运算公式；杨雪峰根据流体流动速度对管道的影响，引入格子气模型，并根据仿真得出了流体流动速度分布；黄树新通过流体数值分析中动量方程进行适当变形和本构方程离散格式的合理选择，增强了对粘弹性流体数值模拟分析的稳定性。

三、研究目的及意义

本课题通过对传统干燥箱分析研究，得出热风在干燥箱中的流动状态，以及热风在干燥箱中输出参数与输入参数之间的关系。并根据得到的流动状态，对传统干燥箱部分结构进行改进设计、分析，以达到热风温度、速度大小及均匀性得到改善的目的。本课题的意义是根据传统干燥箱热风输出参数与输入参数的关系，更准确的控制印品干燥条件；改进干燥箱，使得印品干燥更充分，均匀性更好，提高印品质量，最终提高生产效率。

四、研究内容及思路

本课题研究干燥箱结构及干燥机理，结合流体学及空气动力学等理论，采用计算流体力学方法，结合相关理论建立数学模型对传统干燥箱进行分析研究，根据分析结果对传统干燥箱进行改进，通过分析再对其进行优化设计，得到满足印刷需求的最优干燥箱模型。主要内容包括：

(1)对凹印油墨干燥方式、干燥机理以及印品干燥装置进行分析，得到影响印品干燥因素。

(2)对干燥箱中内热风进行流体力学分析，包括运动学、动力学及热风能量分析。

(3)实验验证计算流体力学方法可行性，并对传统干燥箱热风温度、速度大小及均匀性进行分析。

(4)采用单风道进风，对干燥箱进风管、导流管及导流管与内腔接口改进并进行分析。

(5)采用双风道进风，对导流管截面积、进风口位置进行改进，并进行分析。本课题研究思路如图1所示。http://www.zhenghangsy.net