涂布干燥是胶片生产的关键工序,也是胶片生产过程能耗最高工序。胶片干燥根据工艺需求,干燥过程分为冷定型、恒速干燥、降速干燥和热湿平衡四个阶段。每段的干燥温度要求不同,热湿传递的主要动力不同,影响干燥速率的因素也不同。为了提高产品的稳定性,工程设计中采取“降低胶片移动速度,加长干燥线长度”的措施。这样的设计导致了生产效率低,设备占用空间大,运行能耗高。对于低湿恒温干燥,循环空气的热湿处理采用转轮除湿,除湿能耗非常高。本文以“提高干燥胶片速率、降低能耗”为目标,研究胶片热风冲击射流干燥过程的机理及特性,并对干燥箱结构、热湿处理方法、冷热源系统等进行优化。本文的研究工作和成果主要包括:(1)针对胶片乳剂涂层,采用多孔介质热湿耦合传递理论,引入“非平衡热力学理论”,对干燥过程中其内部的热湿迁移和干燥速率进行了模拟分析研究。结果表明,由于胶片乳剂涂层内部温度梯度与含湿量梯度方向相反,湿分在某些特定的条件下,会向内部移动,内部某一区域呈现局部含湿量高于两侧含湿量的情况;对于降速干燥段,表面传热系数对干燥速率的影响并不大,此过程干燥速率主要受内部因素影响,在干燥工艺允许的情况下,适当提高干燥温度是提高该段干燥速率的有效方法。(2)通过数值模拟,研究了在胶片热风冲击射流干燥过程中,空气的温度、湿度、速度、胶片的移动速度等关键因素对干燥速率的影响。研究过程考虑了胶片移动与自然浮力等影响因素,并采用非稳态方法进行求解。结果表明,冲击射流的垂直轨迹和平板对射流尾部流体的剪切力不同,这可能增大或减小热浮力。冲击射流速度小于0.1m/s时,热浮力流起主要作用,同时可能出现两个逆时针的环流,在这种情况下,热湿分布出现分层,由于受到热湿分层的阻挡,传热传质速率被严重抑制。随着冲击射流速度的增加,热浮力的作用相对逐渐减弱,传热传湿速率提高。(3)针对纵置式和横置式两种风口布置形式,以送风“不均匀系数”和“布风特性系数”评价指标,通过三维数值模拟对干燥箱结构进行了优化设计。结果表明,喷嘴正对位置气流速度最大,带走水分和热量的速度也最快。偏离喷嘴正对越远,壁流速度逐渐减小,相应的干燥效率越低;喷嘴结构相同时,送风口风速增大,干燥箱的气体不均匀系数也随之增大,不利于胶片干燥,这说明并非送风速度越大,胶片干燥效果越好;当送风量一定时,喷嘴结构对干燥箱的气体流场影响较大;在喷嘴的水力直径D和风口距离冲击面高度H之间的关系满足D≈H/5条件下,适当提高干燥箱的空间,有利于增加射流体的逸出空间,提高干燥箱内气体流场的均匀性,提高干燥效率。(4)通过（火用）分析计算得到了冷冻除湿在该干燥领域的应用极限条件,首次把溶液除湿应用于胶片热风冲击干燥系统。对不同干燥段选用不同的除湿方法进行了能耗对比,并对不同干燥段如何选用冷热源及处理方法进行了定性研究。结果表明,对于没有采用热回收的冷冻除湿系统,能耗最高,经济性最差;当采用热回收时,采用冷冻除湿经济性大幅度提高,运行成本要低于无热回收措施的转轮除湿与溶液除湿。当处理后的空气干球温度低于10.5℃时,常规冷水机组提供的冷冻水就不能满足要求。当热源采用生物质能等廉价清洁能源时,转轮除湿与带热回收冷冻除湿系统的优越性逐步提升。当采用天然气时,冷却除湿的成本低于溶液除湿。但当采用生物质时,转轮除湿在高温段的运行成本更低。溶液除湿在不同干燥段运行成本均相对较低,当可以使用生物质热能时,溶液除湿为最佳方案;当采用天然气作为再生热源时,低温段采用溶液除湿,高温段采用冷冻除湿更经济。