Файл: Жуков Д.В. Основы теории и техника сушки теплоизоляционных изделий.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.06.2024
Просмотров: 164
Скачиваний: 1
Т а б л и ц а 22. |
Коэффициенты |
теплопроводности строительных |
|||||
|
|
и теплоизоляционных материалов |
|
||||
|
|
|
|
О бъем ны й |
|
|
Ко эф ф иц ие нт |
|
|
|
|
Т е м п е р а ту р а |
т е п л о п р о в о д |
||
|
М а те р и а л |
|
вес в |
в |
°С |
н о сти в |
|
|
|
|
|
кг/м3 |
|
|
ккал/м-Ч'град |
Кладка из |
красного |
кирпича |
1650 |
До |
1000 |
0,7 |
|
Железобетонная |
плита . . . |
1800 |
» |
100 |
1,2 |
||
Д ерево.............................................. |
|
|
из сухого |
500 |
0—50 |
0,2 |
|
Засыпка перекрытия |
1600 |
— |
0,3 |
||||
песка .......................................... |
|
плиты . |
|||||
Минераловатные |
200 |
100—200 |
0,04 |
||||
Известково-кремнеземистые |
200 |
100—200 |
0,055 |
||||
П Л И Т Ы ........................................................... |
|
|
|
||||
Совелитовые плиты.................... |
|
350 |
100—200 |
0,085 |
|||
Котельный |
ш лак .......................... |
|
900 |
— |
|
0,25 |
|
Сталь ............................................... |
|
|
|
7600 |
10—100 |
45 |
Для зоны пола, расположенной на расстоянии до 2 м от наружных стен, /Сусл принимают 0,4; от 2 до 4 м — 0,2; от 4 до 6 м — 0,1; для остальной площади — 0,06.
Потери тепла газопроводами и каналами q5 подсчи тывают по формуле (143) с величинами F, k и Д7Ср, оп ределяемыми в соответствии с конструкциями газопро водов.
Таким образом, суммарный расход тепла на 1 кг ис паренной влаги равен:
q = <7i + <7а + <7з + ?4 + Яь ккал• |
(146) |
Общий расход тепла на сушилку от источника тепла составит
Q = ^ - kkcui, |
(147) |
4 |
|
где 11 — к. п. д. источника тепла: для топочных устройств 0,9, для паровых калориферов 0,97.
Расход топлива в топочном устройстве В при низшей теплотворной способности QJJ подсчитывают по формуле
В = — кг!ч, или м3/ч. |
(148) |
Расчет сушилок по / —d-диаграмме. Аналитический тепловой расчет сушилок сопряжен в ряде случаев с вы числениями, требующими совместного решения несколь
213
ких уравнений, и, кроме того, с привлечением метода последовательных приближений. Значительное упроще ние в расчеты и наглядность процесса сушки вносит I—d-диаграмма. Эта диаграмма была предложена в
|
1918 г. Л. К. Рамзи- |
|||||
|
ным. Методики рас |
|||||
|
чета с использовани |
|||||
|
ем |
/ —d-диаграммы |
||||
|
разработал М. Ю. |
|||||
|
Лурье. Способы по |
|||||
|
строения |
основных |
||||
|
процессов в I—d-ди |
|||||
|
аграмме |
н |
деталь |
|||
|
ные методики расче |
|||||
|
та |
изложены в спе |
||||
|
циальных руковод |
|||||
|
ствах, |
а |
также |
ил |
||
|
люстрируются |
при |
||||
|
мером, |
приведенным |
||||
|
ниже. |
Здесь же мы |
||||
|
остановимся |
на |
ме |
|||
|
тодике |
расчета |
су |
|||
|
шилок с использова |
|||||
|
нием I—d-диаграм |
|||||
|
мы, |
разработанной |
||||
|
в Теплопроекте. |
|
||||
|
Сущность |
новой |
||||
|
методики |
заключа |
||||
|
ется в том, что про |
|||||
|
цесс |
в |
диаграмме |
|||
проекта |
строят |
|
нахождени |
|||
|
ем угла наклона ли |
нии процесса к линии влагосодержания. Так, из / —d-ди аграммы (рис. 115) угол наклона линии действительного
процесса 0 определяется соотношением |
|
|
tg 0 = В В ' + B 'D _ |
M i (/х — / 2) -ftgcc, |
(149) |
DC |
Md {d2- d { ) |
|
где Iи 12, du d2— начальные и конечные состояния сушильного аген та; tg а — тангенс угла наклона линии /= co n st.
Используя tga и данные теплового и материального балансов установки, получим
tg 0 = tg a + т |
9 |
(150) |
10.(оц— w2) |
214
где куi, Ы12 — начальные и конечные абсолютные “влажности' мате риала в %; т — масштаб диаграммы; q определяют из теплового баланса установки аналогично изложенному выше, но только на 1 кг сухого материала.
В общем виде удельный расход (приход) тепла |
на |
|||||
1 кг сухого материала определяют из зависимости |
|
|||||
<7 = с С0-3 — f y ) — |
, б2ш2 |
(151) |
||||
ТосГ + |
100 |
|||||
|
|
•'сух |
|
|||
где с — теплоемкость |
сухого материала |
в ккал/кг-град-, ■&!, |
б 2 — |
|||
начальная н конечная |
температура материала |
в °С; 2 q — составля |
ющие теплового баланса, имеющие знак плюс при расходе тепла на нагрев транспорта, а также при утечке в окружающую среду и знак минус при приходе тепла (калориферы промежуточного нагрева, экзотермия при сушке и т. д.); Осух — производительность установки по сухому материалу в кг/ч.
Угол 0 в расчетах может быть любым в зависимости от необходимого конечного состояния сухого материала и сушильного агента, что зависит от исходных условий. Заметим, что при предлагаемом методе расчета не име ет значения организация процесса в промежутке между краевыми состояниями теплоносителя. Все это значи тельно упрощает расчеты и подбор режимов особен но сложных зонных процессов и процессов с рецирку ляцией и промежуточным подогревом, так как, зная интегральное значение угла 0 и рассчитав промежуточ ные значения угла 0пр по ограничивающим условиям, можно варьировать при подборе режимов методом про стейших геометрических построений. При этом необхо димо иметь в виду, что 0пр находят при расчетах собст венных значений промежуточных тепловых балансов q^p.
После построения процесса сушки в I—cf-диаграмме расход тепла и газа находят по обычной методике.
2. Примеры расчета установок для сушки и тепловой обработки теплоизоляционных изделий
Расчет туннельной сушилки
Исходные данные. Требуется рассчитать сушилку для перлитоце ментных изделий при производительности цеха У =12 тыс. ж23 в год. Изделия на сушку поступают в виде плит размером 500X500X50 мм. Плиты уложены на поддоне. Объемный вес плит у =350 кг/м3.
Плиты с поддонами загружают на вагонетки высотой 2000, ши риной 1060, длиной 1370 мм. На вагонетке 14 полок, на которые укла
дывают 56 плит, или по объему |
Vi= 0 ,7 ж3, по весу 250 кг. Вес ваго- |
метки с поддонами GP = 900 кг. |
Начальная влажность изделий и)н = |
215
= 200%, конечная шк = 25%. Сушат изделия дымовыми газами, по лучаемыми при сжигании мазута с QJJ =9500 ккал/кг. Режим сушки и тип сушилки, согласно проведенным экспериментальным работам:
начальная |
температура /п = 210, конечная |
/к = |
110° С при |
относи |
|
тельной влажности ф= 15%; скорость |
движения |
сушильного |
агента |
||
о = 4 м/сек, |
продолжительность сушки |
т = 1 0 |
ч, |
тип сушилки — тун |
нельная прямоточная. По планировке цеха длина туннелей /. ие дол жна превышать 18 м. Температура воздуха в цехе <0= 15°С , ср0= = 60%.
Число туннелей и их размеры. При работе сушилки 7200 ч в году ее производительность составит:
V |
12 000 |
7200 ~ |
мя/ч, |
7200 |
или по весу
G = Пу„ = 1,67 -350 = 585 кг/ч. '
При длине туннеля 18 м и длине вагонетки 1,37 м число вагоне ток в каждом туннеле
18
п= ----- = 13 шт. 1,37
Емкость одного туннеля по материалу
е = riVi = 13-0,7 = 9,1 ж3.
Число туннелей в блоке |
|
|
пт |
1,67-10 |
шт. |
z = ----- |
= 1,83 |
|
е |
9,1 |
|
Принимаем к строительству два туннеля. Внутренние размеры туннеля по сечению принимаем равными: ширину 6 = 1200 мм, высо ту Л =2100 мм.
Число вагонеток, закатываемых в туннели:
1,67
2,4 шт/ч.
0,7
Тепловую схему работы туннелей принимаем согласно рис. 16.
Количество влаги, испаряемой в туннелях, |
|
|
«7 = 0 а>и — а>к = |
585 (200 — 25) |
= 1020 ка/ч.' |
100 |
100 |
|
Расходы теплоносителя. |
По заданному |
режиму сушки скорость |
движения теплоносителя', отнесенная к живому сечению туннелей,
о = 4 м/сек. Следовательно, |
количество |
теплоносителя, циркулирую |
щего в туннелях, должно быть равно: |
|
|
Кц = |
FMv ■3600 |
ж3/ч, |
где Fж — живое сечение туннелей; F}K= F 0—F3\ здесь F0 — общее поперечное сечение туннелей; Fa = bhz— 1,2-2,1 -2=5,04 ж2; F3— пло щадь сечения туннелей, занятая плитами с поддонами: /г„ = (0 ,5 Х ХО,06-32)2= 1,92 ж2 п конструкциями вагонетки F„; в данном случае
216
по подсчету Рк = 0,83 м-. Таким образом, F3= 1,92+0,83 = 2,75 м |
|
Отсюда Fin='5,04—2,75 = 2,29 |
м 2. |
Следовательно, |
|
Уд = 2,29-4.3600 = |
33 000 м3/ч (при ^ = 210°С) |
или |
|
= -^кг/ч , v0
где |
У0 принимаем, согласно приложению |
4, при 7i = 210° С и |
ср| = |
||||
= 15% равным 1,6 кг/м3-, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
33 000 |
= |
20 600 |
кг/ч. |
|
|
|
|
1,6 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таким образом, прирост нлагосодержания теплоносителя в тун |
||||||
нелях составляет |
W_ |
|
|
|
|
|
|
|
Afl —d2~ d2 |
|
1020-1000 |
|
|
||
|
Go |
|
20 600 |
49,5 г/кг, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где d2— влагосодержание теплоносителя в конце туннеля; |
по |
усло |
|||||
виям режима при = 110° С и ср= 15% rf2= |
155 г/кг. |
|
|
||||
|
Потери тепла в сушилке. Расчет ведем на 1 кг испаряемой влаги. |
||||||
Потери тепла на нагрев материала |
|
|
|
|
|||
|
<7i = |
СМ(^2--^т) Gp |
ккал, |
|
|
||
|
|
W |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
см — теплоемкость материала |
при w2, см = 0,42 ккал, |
•0|, |
Ф2— |
температура материала на входе в сушилку и выходе из нее соот ветственно 15 и 85° С.
<7i = |
0,42 (85— 15)585 |
= 17 ккал. |
|
|
1020 |
Потери тепла на нагрев транспортных устройств
G-rp стр (О'о — "O'i ) |
ккал, |
<7г = ----~— <—^7------------ |
где GTp — вес транспортных устройств в кг; при весе вагонетки и поддонов 900 кг и числе вагонеток 2,4 шт/ч GTp = 900-2,4=2160 кг; сТр — теплоемкость стали 0,11 ккал/кг-град; 4,, 'О’г — температура транспортных устройств на входе в сушилку и выходе из нее соот ветственно 15 и 100° С.
2160-0,11 (100— 15)
<72= |
1020 |
= 20 ккал. |
|
|
|
Потери тепла в окружающую среду |
|
|
<7з |
Fk(tcp |
7q) |
Г |
|
14— 472 |
217 |