Файл: Семенов, Леонид Алексеевич. Безнапорная пропарочная камера.pdf

a

Рис. 25. Гидравлический клапан:

j_ обратная труба; 2—скоба; 3—стакан; 4 болт крепления, 5—внешнее кольцо стакана; 6—внутренний цилиндр.

Е4

Объясняется это тем, что при увеличении' Ah расход газо­ вой среды возрастает не только вследствие повышения скорости, но также и в результате увеличения живого се­ чения щели.

Покажем это на следующем расчете. Живое сечение кольцевой щели:

55

При установившемся полуавтоклавном режиме, ко­ гда избыток пара, выходящего из камеры, находится в

пределах 15—25 м?1час, сопротивление гидравлического

клапана практически получается всего 1,5—2,5 мм вод. ст. При начальном заполнении камеры чистым паром че­ рез верхние трубы и быстром вытеснении через обрат­

ную трубу паровоздушной смеси расход последней мо­ жет возрасти в несколько раз. При этом увеличивается

исопротивление клапана, а следовательно, — и давление

вкамере. Однако благодаря указанным выше особенно­ стям работы гидравлического клапана это давление прак­

тически остается в пределах 6—10 мм вод. ст* ., что ни­ как не влияет на целость уплотнительных устройств (водяные затворы крышки камеры и >пр.), и по существу камера остается «безнапорной».

Гидравлический клапан является непременным эле­ ментом оборудования полуавтоклавной пропарочной ка­ меры. Насколько велико его практическое значение, сви­

детельствует тот факт, что нам лично в заводских усло­ виях при размещении ямных камер в блоках не удава­

лось без гидравлического клапана достигать в них 100° и температура по термометру на конденсаторе не под­ нималась выше 97—98°. Установка гидравлического кла­ пана сразу исправляла положение: температура повыша­ лась до 100° и обеспечивала устойчивый полуавтоклав-

ный режим.

Из всего вышеизложенного видно, что действие ре­ гулятора РПД-С-П взаимосвязано с работой контроль­ ного конденсатора и гидравлического клапана и надле­ жащий режим камеры может быть обеспечен только при правильном выполнении всех этих устройств.

Устройство камеры на полигоне

Если камера расположена на полигоне под открытым небом, применять контрольный конденсатор нельзя, так как в зимнее время при температурах ниже 0° змеевик замерзнет и конденсатор выйдет из строя.

Для контроля за количеством избытка пара, выходя­

щего из камеры через обратную трубу, на последней вместо контрольного конденсатора устанавливают конт­

рольную насадку, принцип работы которой уже изложен. Насадка представляет собой трубу Ф 184 мм, длиной

56

500 мм с 10 приваренными патрубками (отводами) ф Сверху к этой трубе приварена крышка с отверстием для термометра, снабженным заглушкой, а внизу она имеет фланец для присоединения к обратной трубе (рис. 26).

Контрольную насадку устанавливают в вертикальном положении таким образом, чтобы между ее крышкой и концом обратной трубы оставалась щель высотой 20 мм для прохода паровоздушной смеси (или чистого пара).

Камера работает следующим образом.

При пуске пара в камеру в процессе ее разогрева избыток паровоздушной смеси свободно выходит через обратную трубу и контрольную насадку в атмосферу.

Пар подается в таком количестве, чтобы температура выходящей паровоздушной смеси в течение заданного времени (например 2—3 часов) достигла 95° по термо­ метру на контрольной насадке.

Избыток паровоздушной смеси в период разогрева

(особенно в конце его) может интенсивно выходить че­

рез все боковые трубки.

Как только температура поднимется до 95°, необхо­ димо снижать подачу пара в камеру с таким расчетом, чтобы избыток паровоздушной смеси (пара) удалялся

только через 1—3 верхние ряды трубок. Если пар будет выходить через все трубки, то подачу его в камеру нуж­ но снижать, а если выход пара из насадки полностью прекратится, приток его надо увеличивать.

В зависимости от количества работающих («паря­

Вопросы автоматики управления тепловым режимом для камер на полигонах, когда вместо контрольного кон­ денсатора устанавливают контрольную насадку, нахо­ дятся еще в стадии разработки.

Предполагается использовать для этих целей также РПД-С-П, однако ввиду отсутствия змеевика приходит-

57

Рис. 26а. Камера на полигоне с установкой контрольной насадки: 1—фланец на обратной трубе; 2—отверстие для слива конденсата; 3—фланец контрольной насадки; 4—крышка; 5—патрубок; 6—отвер­ стие для термометра.

Б8

Контрольная насадка Камера.

Рис. 266. Схема установки контрольной насадки.

ся 'изыскивать другие меры для уменьшения тепловой инерции «толстой» трубки при ее остывании.

О преимуществах безнапорных полуавтоклавных

пропарочных камер

Прежде всего можно отметить, что постоянное сооб­ щение камеры с атмосферой через обратную трубу устра­ няет возможность образования в ней давления свыше нескольких миллиметров водяного столба. Практически давление в камере постоянно по времени и равно атмо­ сферному, что позволяет сохранить полную герметиза­ цию наружных ограждений и полностью устранить ин-

фильтацию и потери пара через внешние ограждения.

Таким образом, в отличие от обычных камер, из ко­ торых в процессе их прогрева и «дыхания» неизбежен интенсивный прорыв пара наружу, и это для них являет­ ся нормой, безнапорные камеры вовсе не должны парить. Появление пара через ограждения в безнапорной камере

нужно рассматривать как явление ненормальное, и оно должно служить сигналом к исправлению возникших дефектов (поломанная или неправильно уложенная

крышка и пр.). Следовательно, замена обычных камер на безнапорную должна коренным образом повлиять на повышение культуры строительства и эксплуатации про­ парочных камер и резко сократить расход пара за счет уменьшения бесполезных потерь последнего.

59

Рассмотрим теперь условия нагревания изделий спер­ ва при подъеме температуры в камере и затем при изо­ термическом режиме.

создаются более благоприятные условия для нагревания изделий.

В силу известного явления самовыравнивания темпе­ ратур отдельных газовых струй в нисходящем газовом потоке температура в плане камеры здесь выравнивает­ ся и опасность застоя и относительного переохлаждения паровоздушной смеси в каких-либо местах камеры устраняется.

При переходе к изотермическому режиму вся камера заполняется чистым насыщенным паром, свойства кото­

рого абсолютно одинаковы по всему объему камеры

(температура—100°, влажность—100°/<>). Нагревание изделий в этих условиях происходит практически пол­

ностью за счет конденсации пара на их поверхности.

Количество притекающего пара на 1 м2 поверхности изделия в паровоздушной среде равно:

где град. Р — градиент давления пара;

R — сопротивление паропроницанию среды;

А —некоторый коэффициент, имеющий конеч­ ное значение.

Для чистого пара при отсутствии воздуха R = 0.

пленки конденсата, покрывающего изделия) независимо от первоначальной более низкой температуры, при со­ прикосновении с чистым насыщенным паром атмосфер­ ного давления практически моментально нагревается до 100° и эта температура не изменяется затем в течение всего изотермического режима.

Таким образом, прогрев изделий в среде чистого на­ сыщенного пара постоянного давления происходит при

60

неизменной температуре их поверхности, что по А. В.

Лыкову * соответствует граничным условиям первого ро­

да. При этих условиях процесс прогрева тела становится

внутренней задачей и зависит только от критерия

Фурье, т. е. от температуропроводности материала и от

размеров (толщины) тела. Внешние факторы, как ме­ стонахождение изделия в камере, скорость и турбулент­ ность движения пара вдоль его поверхности, уже не играют роли, благодаря чему условия прогрева изделия

по всему объему камеры становятся абсолютно одина­ ковыми.

Итак, при заполнении камеры чистым насыщенным паром для пропарки изделий создаются исключительно

благоприятные условия.

Давление и температура в камере не зависят от дав­ ления в паропроводах и остаются постоянными по вре­ мени. Пульсация давления в паропроводах и колебание притока пара в камеру вызывают только перемещение границы паровой зоны в конденсаторе, в который посту­ пает то больший, то меньший избыток пара из камеры.

Повышение температуры изделий до 100° вместо обычных 80 — 90° для некоторых цементов (пуццолановые, шлакопортланд-цементы) заметно ускоряет процесс твердения. Для ряда других цементов существенного

ускорения твердения опытных кубиков по сравнению с их пропаркой при 80—90° не отмечается. Однако в усло­

виях практической эксплуатации пропарка изделий и на

этих цементах требует меньше времени.

Выше мы указывали, что при пропарке в обычных камерах в паровоздушной среде длительность изотер­

мического режима приходится значительно увеличивать

по сравнению с пропаркой опытных образцов по причине неравномерного прогрева изделия по объему камеры.

При пропарке же в среде чистого насыщенного пара

обеспечиваются одинаковые условия по всему объему

камеры, благодаря чему срок тепловой обработки изде­ лий в условиях эксплуатации может быть принят рав­ ным сроку обработки опытных образцов.

Практика показывает, что для таких изделий, как

61