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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 0F3\ 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