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

Подставив в это уравнение значение ip Из уравнения

(55), имеем уравнение кривой скорости сушки во втором периоде:

Интегрирование уравнения (56) дает:

где w изменяется в пределах w ^ w „.

Рис. 58. Процесс сушки легковесного перлитошамотного кирпича (з = = 6 м/сек)

I — к р и в а я с у ш к и ; 2, 3 — те м п е р а ту р а т е п ­

После интегрирования уравнения (57) получим:

И, наконец, суммируя уравнения (58) и (59), полу­

чим формулу для подсчета общей продолжительности сушки:

98

Подставляя в формулу (60) значения кривых 2, 3 на рис. 56 и значения wK, имеем:

что совпадает с экспериментальными данными. Используя результаты исследований влияния отдель­

ных параметров режима на процесс сушки кирпича, ус­ тановили производственный режим (рис. 58), обеспечи­ вающий наиболее короткий срок сушки и высокое каче­ ство продукции с оптимальными параметрами:

Указанные параметры режима сушки кирпича могут быть реализованы в противоточной туннельной сушилке. Повышенные скорость движения теплоносителя и тем­ пературу мокрого термометра обеспечивают рециркуля­ цией отработавшего теплоносителя в смесительные ка­ меры подтопков.

6. Теплообмен при сушке теплоизоляционных изделий

В задачу анализа процесса теплообмена при сушке изделий входят определение коэффициентов теплообме­ на в зависимости от гидродинамических условий обтека­ ния изделий теплоносителем и установление критериаль­ ной зависимости, описывающей этот процесс. Результа­ ты такого анализа в период постоянной скорости сушки теплоизоляционных изделий приводятся ниже.

Согласно уравнению (10), для периода постоянной скорости сушки коэффициент теплообмена

F(tc- t „ )

При обработке результатов исследований удобнее и

точнее произведение Vyo заменить весом сухого изделия G0> подсчитываемым по формуле (4):

G0 = ----- -— кг.

1+ -S -

г 100

Значения G\ н w\ известны до начала опыта. Заме­ няя также tc—iM= A t, получим окончательно

гJ L .

В турбулентном режиме газового потока обобщенная критериальная зависимость, описывающая теплообмен, согласно формуле (15), имеет вид: Nu = С Re". Критерии подобия определяем по формуле (12) и (13):

При анализе теплообмена использовали приведенные в предыдущих разделах результаты исследований раз­ личных теплоизоляционных изделий и величины G, F, N, to, 4ь v для расчетов брали по средним данным опытов. При этом за ic принимали температуру набегающего по­ тока и считали ее определяющей. Выше упоминалось, что при высокоинтенсивных режимах сушки температу­ ра изделий неодинакова по их толщине. Однако при за­ медленной интенсивности сушки, что имело место при ис­ следовании влияния отдельных параметров на кинетику процесса, температурный перепад по толщине плитных изделий при сушке их на поддонах был незначителен, поэтому за 41 принимали температуру мокрого термомет­ ра. При сушке же изделий в формах за принимали среднюю температуру поверхности изделия. За опреде­ ляющий размер / нами принята длина изделия в м (по направлению газового потока). Теплофизические кон­ станты Ло и v принимали при tc, согласно приложению 1. Для учета влияния относительной влажности теплоно­ сителя табличное значение Хо пересчитывали по форму­ ле (21):

Х = Я0 + 0,0041ф.

Результаты проведенных таким образом расчетов приводятся на рис. 59. Из этого рисунка следует, что

100

При сушке изделий в формах поверхность испаре­ ния также больше геометрической поверхности, но толь­ ко с одной открытой стороны изделия, поэтому такой процесс имеет пониженную,интенсивность теплообмена.

7. Методика подбора режимов сушки

впроизводственных условиях

Взадачу освоения режима сушки изделий в произ­ водственных условиях входит подбор таких параметров

теплоносителя (температуры, относительной влажности и скорости движения), которые обеспечили бы наимень­ шие продолжительность сушки, расходы топлива и элек­ троэнергии при наилучшем качестве продукции. Решение этой общей задачи может быть разделено на три органи­ зационно-технических этапа:

1) установление наименьшей допустимой продолжи­ тельности сушки изделий при данной конструкции су­ шильной установки, причем решение этого этапа опреде­ ляет и производительность сушилки, так как емкость ее

является определенной;

2)обеспечение сушилки необходимым количеством тепла и теплоносителя в соответствии с выбранной про­ должительностью сушки и производительностью сушил­ ки, т. е. обеспечение необходимой мощности источников тепла (топок, калориферов) и мощности подающих цир­ куляционных и вытяжных вентиляторов, обслуживаю­ щих сушилку;

3)организация производственных опытов по подбору параметров оптимального режима сушки.

Остановимся на порядке проведения каждого из этих этапов.

Продолжительность сушки изделий обусловлена свойствами рабочей массы, ее гранулометрическим и хи­ мическим составами, усадкой, а при тепловой обработке минераловатных изделий —структурными характеристи­ ками минераловатного ковра. Подобранные выше режи­ мы сушки или тепловой обработки проведены с учетом этих свойств, поэтому в основу подбора (корректировки) режима сушки в производственных условиях должна быть положена установленная в опытах продолжитель­ ность сушки.

Как уже упоминалось, если продолжительность суш­ ки известна, то легко рассчитать и производительность

102

сушилки. В самом деле, пусть продолжительность сушки равна т ч, а емкость сушилки (число изделий, нахо­ дящихся в сушилке) составляет е шт., тогда производи­ тельность сушилки

т

Производительность камеры тепловой обработки мпиераловатных изделий на синтетических связующих G определяется соотношением

По подсчитанной таким образом производительности можно определить необходимое количество теплоносите­ ля, тепла и мощность вентиляторов (дымососов). Все эти расчеты в систематизированном виде приводятся в главе V «Расчет сушилок».

После приведения мощности отопительно-вентиляци­ онных средств сушилки или камеры в соответствие с на­ меченной производительностью можно приступать к про­ изводственному освоению режима сушки. Однако следу­ ет иметь в виду, что в зависимости от параметров наружного воздуха влажность теплоносителя в сушил­ ках резко изменяется. Чем ниже температура наружного воздуха, тем меньше влажность газов в рабочем прост­ ранстве сушилки и тем, следовательно, больше возмож­ ностей для растрескивания изделий. Поэтому для обес­ печения допустимой скорости сушки изделий в зимних условиях необходимо температуру теплоносителя в цент­ ральном нагревательном канале понижать на 10—20° против летних условий.

Известно, что продолжительность сушки в свою оче­ редь определяется скоростью сушки (скоростью убыли влаги из изделия в единицу времени). Следовательно, устанавливаемые параметры теплоносителя в сушилке должны обеспечивать определенную скорость сушки. Если продолжительность сушки должна составлять т ч, начальная (формовочная) влажность изделия te>i%, а влажность после сушки w2%, то средняя скорость суш­ ки изделий

103