Файл: Жуков Д.В. Основы теории и техника сушки теплоизоляционных изделий.pdf

50%. В период падающей скорости при влажности около

22% отмечается вторая критическая точка. Усадка изде­ лий происходит пропорционально удаляемой влаге и за­ канчивается в основном в области первой критической точки. Величина усадки незначительна пне превышает 1,5%, что позволяет проводить процесс при жестком ре­ жиме с высокой скоростью сушки, достигающей 10%/ч с самого начала процесса.

Анализ результатов опытов, полученных при сушке воздухом с различной температурой, но при постоянных Ф и v, доказывает, что зависимость продолжительности сушки от температуры воздуха характеризуется следу­ ющими данными: при температуре 56° С продолжитель­ ность сушки до влажности 40% составляет 8,6 ч, при температуре 70° С и тех же условиях — 6,6 ч. Таким об­ разов,_при увеличении температуры в 1,25 раза продол­ жительность сушки сократилась в 1,3 раза. Влияние скорости движения воздуха на динамику процесса суш-

ной влажности воздуха на скорость сушки изделий ве­ лико. Так, при постоянных £с = 56°С и и=4,1 м/сек и снижении относительной влажности с 68 до 28%, т. е. в 2,4 раза, продолжительность сушки изделий до влаж­ ности 40% сокращается с 18,5 до 8,5 ч, т. е. также в

73

2,4 раза. Следовательно, скорость сушки в зависимости от относительной влажности воздуха изменяется пример­ но по обратному линейному закону.

Согласно соотношению (27), коэффициент влагопроводности материала равен:

При обработке результатов опытов скорость сушки

обозначена нами как — и выражена в %/ч. Таким обdr

разом, в окончательном виде формула для подсчета ко­ эффициента влагопроводности примет вид

где G0 — вес абсолютно сухого кирпича в кг; f — поверхность испаре­ ния кирпича в л!2; у0 — удельный вес абсолютно сухого кирпича в кг/м3; (Ди)п — поверхностный градиент влажности в %/м.

В качестве неизвестной в формуле (48) является ве­ личина поверхностного градиента влажности (Дн)п. Эту величину можно определить исходя из следующих сооб­ ражений. В первом периоде сушки распределение влаж­ ности в материале подчиняется параболическому закону, т. е. имеют место соотношения (28) и (29).

Пробы для определения влажности отбирали из цент­ ра кирпича и на различных расстояниях от центра. Сле­ довательно, используя данные опытов и формулу (28), можно подсчитать значение wn, а затем по формуле (29) определить величину (Ди)а и построить график распре­ деления влажности в кирпиче (рис. 40). И, наконец, по графику и формуле (48) можно подсчитать величину коэффициента влагопроводности.

Из опытов при ^о=56° С, ср=68%, v= 4 ,l м/сек име­

ем, что — = 3,25%, а по графику рис. 40 и формулам dx

(28) и (29) находим, что (Дн)п= 194%/лг. Следова­ тельно,

Надо отметить, что при проведении нами опытов по сушке керамических изделий значение а-10~6 не превы­ шало 0,45 м2/ч. Опытами также установлено, что коэф­ фициент влагопроводности резко возрастает с повыше­

74

нием температуры изделия. Так, при повышении темпе­ ратуры кирпича с 19 до 40° С коэффициент влагопрбводностп возрастает с а-10_6=0,86 до а-10_6= 3 м2/н. По данным ряда авторов, коэффициент влагопроводности из­ меняется прямо пропорционально Тп (где п — показатель степени, равный 10—14).

При сушке в производственных условиях параметры теплоносителя изменяются во времени, т. е. имеет место*1

Рис. 40. Распределение влажности в диатомовом об­ разце в первый период суш­ ки (fc = 56° С, ср = 68%, и=4,1 м/сек)

Рис. 41. Процесс сушки диа­ томовых изделий при пере­ менном режиме и v =

= 4,1 м/сек

переменный режим сушки. Лабораторные исследования по установлению переменного режима сушки изделий проводили таким образом, что вначале путем ряда опытов устанавливали максимально допустимую скорость суш­ ки в первый период, а затем по мере высушивания изде­ лий определяли предельно допустимое ужесточение ус­ ловий сушки во времени.

На рис. 41 приводятся данные подобранного таким образом оптимального режима сушки диатомового кир­ пича. Учитывая экономическую сторону вопроса (наи­ меньшую потерю тепла с уходящими газами), начальную температуру сушки устанавливали 45° С при относи­ тельной влажности 75%. По мере высушивания кирпи­ ча температуру воздуха поднимали до 160° С, а относи­ тельную влажность его снижали. Температура 160° С

75

являлась вполне допустимой для обычных центробежных вентиляторов. Степень снижения относительной влажно­ сти воздуха соответствовала влагосодержанию теплоно­ сителя, применяемого на производстве. Как видно из рис. 41, при таких условиях и неизменной скорости дви­ жения воздуха, равной 4,1 м/сек, продолжительность сушки кирпича до влажности 30% не превышает 6 ч. Принимая предельно допустимый для производственных (туннельных) сушилок коэффициент неравномерности сушки равным 1,3, получаем, что продолжительность сушки в производственных условиях должна быть 7—8 ч.

Производственные исследования. На заводе № 2 Инзенского диатомового комбината изделия (кирпич, сег­ менты, скорлупы) изготовляют из рабочей массы соста­ ва (в % по объему): инзенский диатомит 50, опилки 50. Формовочная влажность изделий 98—102%. Все виды изделий высушивают при одном и том же режиме в бло­ ке сушилок, состоящем из 12 туннелей длиной 31,2 м каждый. Изделия после формования на ленточном прес­ се СМ-58 укладывают плашмя на шесть, металлических сплошных полок сушильных вагонеток. Емкость ваго­ нетки 216 кирпичей. В каждом туннеле 15 вагонеток. Та­ ким образом, общая емкость всего блока туннелей сос­ тавляет 38 880 кирпичей.

В качестве теплоносителя в туннелях используют ухо­ дящие газы и воздух из зоны охлаждения туннельной печи, а также газы от подтопков. Теплоноситель подают в сушилки два вентилятора «Сирокко» № 15,5. Число оборотов вентилятора в 1 мин 440, мощность электро­ двигателя 28 кет. Подвод газов в туннели и отсос их— нижние сосредоточенные. Отсасывают газы из туннелей тремя вентиляторами «Сирокко» № 14, работающими параллельно. Общая мощность электродвигателей этих вентиляторов 84 кет. Ниже приведены основные харак­ теристики работы туннельных сушилок.

76

Для исследований динамики и проверки качества сушки при существующем режиме работы сушилок один из туннелей был подготовлен для испытания (рис. 42,

Рис. 42. Процесс сушки диатомового кир­ пича в туннельной сушилке [--------- при высокой температуре в центральном ка­ нале (^i=320°C );------------------------- при пониженной температуре в центральном канале (/i=160°C ) и увеличенном объ­

еме теплоносителя]

сплошные линии). Полученные данные свидетельствуют о том, что сушка изделий протекает очень быстро (12 ч), что является большим достижением работников комби­ ната.

При разбраковке кирпича было установлено, что брак после сушки фактически отсутствует, но имеется недопустимая неравномерность сушки. Колебания влаж­ ности кирпичей, расположенных на разных полках и участках вагонетки, составляют 7—46%. Столь значи­ тельная неравномерность сушки обусловлена очень вы­ сокой температурой теплоносителя (320°С в централь-

77

мом канале), подаваемого в сушилки, и незначительной скоростью его движения в туннелях, т. е. несоответстви­ ем температуры и принятой продолжительности сушки. Следует отметить также, что применение неоправданно высоких температур в нагнетательном канале вызывает частые деформации турбины нагнетательного вентиля­ тора.

Для проверки предположения о том, что принятая продолжительность сушки может быть сохранена и при другом режиме, нами были проведены опыты (см. рис.

увеличения количества подаваемого теплоносителя срок сушки не удлинился, а равномерность сушки по сечению вагонетки значительно повысилась; влажность кирпичей, расположенных на различных участках вагонетки, была 25—35%. Результаты этого опыта позволили перевести весь блок сушилок на предложенный нами режим суш­ ки с увеличением производительности вытяжных венти­ ляторов до 15 000 тыс. м3/ч.

На Инзенском комбинате, кроме того, были выпуще­ ны две пробные партии крупноразмерных диатомовых блоков. Первая партия размером 500Х250ХЮ0 мм из­ готовлена в количестве 2000 шт. Состав рабочей массы был тот же, что и в диатомовых кирпичах. Формовоч­ ная влажность изделий 100%. Блоки высушивали в тун­ нельной сушилке при следующем режиме:

Продолжительность сушки в н ................... 32—36

Блоки обжигали в туннельной печи совместно с кир­ пичом, скорлупами и сегментами. Время обжига этих изделий 17 ч.

Физико-механический анализ блоков после обжига показал, что они удовлетворяют требованиям, предъяв­ ляемым к изделиям марки 500. Таким образом была ус­ тановлена возможность производства крупноразмерных диатомовых изделий.

Пенодиатомовые изделия

Лабораторные исследования. В качестве образцов для опытов использовали в основном стандартные кир­

78