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

чальной температуре теплоносителя до 90° С изделия сохраняют высокое качество. Зависимость продолжи­ тельности сушки от температуры и скорости теплоноси­ теля носит такой же характер, как и в предыдущих опы­ тах.

Т а б л и ц а 11. Качество изделии при различных температурах теплоносителя

Далее был проведен ряд опытов по подбору перемен­ ного режима сушки. Высокое качество изделий было по­ лучено при режимах, ограничивающих срок сушки в пре­ делах 16 ч. Учитывая неизбежную неравномерность суш­ ки в производственных условиях и трудности, связанные с подачей теплоносителя в сушилку с температурой вы­ ше 200° С, считаем целесообразным рекомендовать для производства режим сушки, параметры которого приве­ дены на рис. 53. Такой режим сушки легко может быть реализован в противоточных туннельных сушилках.

Легковесные перлитошамотные изделия

При производстве легковесных огнеупорных изделий по способу, разработанному в Теплопроекте, в шликер (высокопластичная глина — мертель—-вода) вводили стабилизирующие и воздухововлекающие добавки и стойкий порообразователь — перлитовый песок (66% ПО' объему). Наличие таких составляющих в рабочей массе обусловило физико-механические свойства изделий и: особый характер протекания процесса сушки. Физиче­ ские свойства легковесных перлитошамотных изделий,, влияющие на процесс сушки, приведены в табл. 12. Для сравнения даны также аналогичные свойства легковес­ ных огнеупоров, изготовляемых пенным способом.

Гигроскопические свойства перлитошамотных изде­ лий показаны на рис. 54, m которого видно, что при ат­ мосферных условиях равновесная влажность изделий не

93

превышает 5%. Однако для обеспечения прочности из­ делий, допускающей их обжиг в садке, конечную влаж­ ность требуется понижать при сушке до 1%. Характер процесса сушки легковесного перлитошамотного кирпи­ ча при постоянном режиме показан на рис. 55. Как вид­ но из рисунка, начальная влажность кирпича несколько

превышает 100%. На кривой сушки достаточно четко вы­ ражен период постоянной скорости сушки до критиче­ ской влажности шк=55% . Затем наступает период па­ дающей скорости. Температура на поверхности образца близка к температуре мокрого термометра. Температу­ ра в слоях кирпича, прилегающих ко дну формы, выше температуры в поверхностных слоях кирпича. Объемная усадка его равна 14%.

Параметры оптимального режима должны обеспечить сушку изделий без опасных усадочных деформаций, ко­ торые зависят от интенсивности усадки иа 1% испаряе­

где б у — относительная объемная усадка, выраженная в долях; ач —

начальная влажность изделий в %; w2— влажность изделий по окончании усадки в %.

Согласно приведенным данным, имеем; Ш[= 100%, 1^2=25%, 6у —0,14. После подстановки этих значений в формулу получим р= 0,0023%- Для сравнения найдем этот показатель для легковесных огнеупоров, изготов­ ляемых пенным способом: ш1= 194%, 102=25%, = 0,5, тогда р= 0,0069%- Таким образом, начальная влажность легковесных перлитошамотных изделий в два раза ни­ же, а коэффициент объемной усадки в три раза меньше,

94

чем у легковесных огнеупоров, приготовленных по пен­ ному способу. Следовательно, перлитошамотные изделия можно сушить по более форсированному режиму, чем пенные легковесы.

Влияние температуры теплоносителя на процесс суш­ ки легковесного перлитошамотного кирпича видно из

рис. 56. Известно, что скорость сушки в первом периоде равна:

Скорость сушки перлитошамотиого кирпича не под­ чиняется уравнению (50) и имеет степенную зависимость от tс— /м- Как уже указывалось, температура в слоях кирпича, прилегающих к дну формы, выше температуры поверхности кирпича, поэтому скорость сушки возраста­ ет за счет термовлагопроводностп. Наличие в рабочей массе воздухововлекающих добавок способствует повы-

95

шеншо скорости сушки за счет градиента давления ПО толщине кирпича. При анализе кривых скорости сушки на рис. 56 можно установить, что влияние температуры на скорость сушки во втором периоде процесса ие ослабе­

вает.

Как упоминалось выше, коэффициент влагопроводности материала резко возрастает с повышением темпе-

ратуры. Температура же поверхности материала равна температуре мокрого термометра. Поэтому при подборе производственного режима сушки легковесного перли­ тошамотного кирпича температуру теплоносителя и от­ носительную влажность следует поддерживать предель­ но высокими.

Влияние скорости теплоносителя на процесс сушки кирпича показано на рис. 57, из которого следует, что, несмотря на сушку кирпича в форме, скорость теплоно­ сителя значительно влияет на процесс сушки. Вместе с тем установлено, что во втором периоде это влияние сни­ жается. Однако учитывая, что при повышенной скорости теплоносителя устраняется неравномерность сушки по поперечному сечению сушилок и по длине изделий, сле­ дует применять скорость движения теплоносителя по всей длине сушилки 5—6 м/сек. Как следует из приве-

96

денных данных, наименьшая продолжительность сушки получена при режиме ^с = 80°С, tp=40%, v — 4 м/сек (см. рис. 56, кривая 2); она равна 23 ч.

Представляло интерес получить расчетную продол­ жительность сушки перлнтошамотного кирпича с приме­ нением методики, предложенной Г. К. Филоненко [см. формулы (36) — (42) ]. Согласно этой методике, приве­ денная скорость сушки (см. рис. 56, кривая 5) описывает­ ся уравнением (38)

Коэффициент т зависит от формы связи влаги с ма­ териалом п, как указывалось выше, может быть принят равным 1. Коэффициенты А и Б зависят от толщины ма­ териала, их подсчитывают по экспериментальным дан­ ным и уравнению (38) следующим образом. При т = 1 уравнение приведенной скорости сушки получит вид

Равновесная влажность, найденная эксперименталь­ но для условий, при которых проводились опыты, состав­ ляет 2%- Приняв любое значение wx из эксперименталь­ ной кривой, получим Л = 27,5, В= 0,45. Тогда имеем: