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

эти данные доказывают, что влага, удаляемая при суш­ ке минераловатных изделий, является в основном ка­ пиллярной. Однако сушат такие изделия до влажности

Рис. 18. Сорбционные свойства мииераловатных изделий

0,5—1,5%, и, следовательно, в процессе сушки удаляет­ ся также некоторое количество и связанной влаги.

Очертания кривых сушки и кривых скорости сушки минераловатных изделий, изготовленных на битумной связке (рис. 19), наглядно показывают наличие резкого разграничения периодов постоянной и падающей скоро­ сти сушки при проведении процесса с постоянными па­ раметрами воздуха, несмотря на то что скорость сушки значительна и достигает 25%/ч. Характер температур­ ных кривых в изделии находится в полном соответствии с классическим примером испарения влаги из материа­ лов при постоянном режиме; в период постоянной скоро­ сти сушки температура материала достаточное время

к%

/50

М

50

0 0 0 8 Т,ч

Рис. 19. Процесс сушки минераловатных изделий

(fc = 75° С, ф=26% , о= 4,1 м/сек)

1 — кривая сушки; 2, 3 и 4 — температура изделий соот­ ветственно в центре, в углу н на поверхности; 5 — тем­ пература воздуха; 6 — кривая скорости сушки

47

равна.температуре мокрого термометра; температура в образце начинает подниматься при достижении матери­ алом первой критической влажности, находящейся в пределах 60—65%. Такой вид всех этих кривых объяс­ няется высокой начальной влажностью изделий (до 240%), их значительной пористостью и слабой связью влаги с материалом. Температура поверхности материа­ ла ниже температуры в его глубинных точках. Это яв­ ление, как и в предыдущем опыте, объясняется влияни­ ем металлического влагонепроницаемого поддона.

Опытами установлено, что четкое разграничение пе­ риодов скорости сушки наблюдается и при большей ин­ тенсификации процесса. Например, при температуре теплоносителя 140°С скорость сушки достигает 145%/ч с повышением первой критической влажности до 90%. Однако здесь период постоянной скорости обусловлива­ ется, очевидно, постоянством градиента давления в ма­ териале, так как температурная площадка (см. рис. 19) наблюдается в области температур материала 95—98° С.

Рассматривая данные рис. 20, характеризующие вли­ яние температуры воздуха на процесс сушки минераловатных изделий, можно видеть, что при температурах воздуха до 100° С зависимость скорости сушки от темпе­

— = — = 1,45. Эта зависимость резко нарушается при

*с, 85

температуре воздуха выше 100° С: например, если соот­ ношение температур 140 и 80° С равно 1,75, то соотноше­ ние продолжительности сушки до влажности 50% при этих температурах 1,7 и 6,7 ч составит 3,9. Это обстоя­ тельство так же, как и характер температурных кривых в материале в области температур выше 100° С, можно объяснить, очевидно, тем, что при высоких температурах материала и сушке на поддоне значительное влияние на скорость сушки оказывает градиент давления.

Анализ кривых сушки (рис. 21), отображающих за­ висимость продолжительности сушки от скорости дви­ жения воздуха, показывает, что при скорости 0,7 м/сек продолжительность сушки до влажности изделия 50% составляет 12 ч, а при скорости 4,1 м/сек—7 ч. Аналити­ ческие зависимости, описывающие, влияние скорости воз-

48

духа на теплообмен при сушке мииераловатпых и дру­ гих теплоизоляционных изделий, приводятся ниже.

Для выявления характера протекания процесса суш­ ки представляет интерес сравнение скорости сушки теп­ лоизоляционных изделий в период постоянной скорости N' со скоростью испарения воды со свободной поверхно­ сти N . Обычно зависимость между этими величинами выражается соотношением

где (х — коэффициент пропорциональности.

Используя соотношения (8), (9), номограммы рис. 6 и данные опытов, приводим значения р для некоторых изделий (табл. 4).

Приведенные в таблице результаты показывают, что при сушке теплоизоляционных изделий влага испаряется

Т а б л и ц а 4. Коэффициент р, теплоизоляционных изделий

не с геометрической поверхности изделий, а с некоторой глубины и что поверхность испарения является, видимо, зоной испарения.

Учитывая, что в производственных условиях первый период сушки будет проводиться в туннельных сушилках,

Т а б л и ц а 5. Физико-механические свойства изделий (средние данные)

начальные параметры переменного режима сушки нами приняты из условий, обеспечивающих наименьшую поте­ рю тепла с уходящими газами и протекание процесса сушки с достаточно высокой скоростью с самого начала. Конечные параметры процесса обусловлены необходи­ мостью проведения термообработки изделий в конце су­ шки для обеспечения равномерного распределения би­ тума по всей массе изделий, а также эксплуатационны­ ми требованиями, вытекающими из бесперебойной рабо­ ты вентиляторов и транспортных средств.

Исходя из таких условий подобрали режим сушки минераловатных изделий на битумном связующем, ха­ рактеристика которого приведена на рис. 22. Из рисунка следует, что если начальные параметры процесса дер­ жать в пределах (= 4 5 —50° С, ср=75% и обеспечивать постепенный подъем температуры до 160—175° С с вы­ держкой при этой температуре в течение 1,5—2 ч при скорости воздуха 4,1 м/сек, то продолжительность суш­ ки до влажности 5% составит для плит толщиной 30 мм 5 ч, толщиной 50 мм 7 ч. Таким образом, продолжитель­ ность сушки примерно прямо пропорциональна толщине изделий. При физико-механических испытаниях высу­ шенных изделий были получены результаты, которые приведены в табл. 5. Они соответствуют требованиям, предъявляемым к таким изделиям.

Значительный практический и теоретический интерес представляют результаты опытов по сушке изделий в противотоке и прямотоке с одинаковыми переменными

50

режимами. Сравнивая кривую сушки 1 (рис. 53) при противотоке с кривой сушки 2 при прямотоке, можно ви­ деть, что при противотоке начальная стадия процесса характеризуется замедленной скоростью сушки и затем высокой интенсивностью процесса почти до его оконча-

ния. При прямотоке (кривая 2) процесс протекает с пре­ дельно высокой скоростью с самого начала, но резко за­ медляется в конечной стадии. Продолжительность суш­ ки как при том, так и при другом процессе одинакова. Однако, учитывая, во-первых, что в конце процесса суш­ ки минераловатные изделия обязательно следует под­ вергать обработке высокой температурой и, во-вторых,, экономическую сторону дела, следует заключить, чтопрямоток в сушилках для этих изделий, по крайней мере- в первой половине процесса сушки, нерационален. Оче­ видно, наиболее целесообразной для сушки минераловатных изделий является конструкция сушилки смешан­ ного типа, т. е. противоточно-прямоточная.