книги из ГПНТБ / Морозов, С. В. Сушка лубоволокнистых материалов учебник

деляет точку В \ характеризующую состояние смеси в смеситель­ ной камере. Ввиду высокой температуры топочных газов ty, точка В может выходить за пределы I — d-диаграммы. Поэтому направ­ ление линии смеси и положение точки В' устанавливают иначе. По t0, фо определяют положение точки А. По роду и элементар­ ному составу топлива и температуре tcк вычисляют коэффициент избытка воздуха в смесительной камере аСк, количество сухих

газов Gг—си*) пара (7п—ск и

dCK= const определяет по­ ложение точки В'. Точки А В’ соединяют ли­ нией, которая является линией смеси. Положе­ ние точки В\ характери­ зующей состояние топоч­ ных газов при заданном значении коэффициента избытка воздуха в топке сст, находят по формулам на продолжении линии смеси АВ'.

Нередко температура tCK неизвестна. В этом случае при известном топливе и его элементар­ ном составе направление линии АВ'В определяют следующим образом. В пределах / —d-диаграммы (см. рис. 32) выбирают произвольную темпера­

туру tR, подсчитывают ад и dR. По tR и dR определяют на / —d-ди­ аграмме положение точки Д. Соединяя точки А и Д, находят на­ правление линии АВ. Положение точки В' на этой линии можно определить, если задаться одним из параметров этой точки.

Основное при определении состояния газов в смесительной ка­ мере— определить положение точки В которая для сушильной машины без рециркуляции определяет состояние смеси при входе в сушильный коридор, а для сушильной машины с рециркуля­ цией — состояние свежих газов перед их смешиванием с отрабо­ тавшим воздухом в сушильной машине.

Для построения кривых процесса в дымогазовой сушильной машине с рециркуляцией газов необходимо знать пять параметров воздуха и газа, элементарный состав топлива и режим сушки.

72

Пусть известны /0, фо, U, ф1, L, а на основании теплового ба­ ланса сушильной машины подсчитано, что Д <0.

Построение процесса, как и в сушильной машине без рецир­ куляции, начинают с определения линии смешивания топочных га­ зов с добавочным наружным воздухом в смесительной камере. По параметрам наружного воздуха to, фо определяют положение точки А (рис. 3,3). Выбирают произвольную температуру tR> ti

торую соединяют с точкой А. Отрезок AR определяет направление смешивания топочных газов с наружным воздухом. По парамет­ рам G и ф! находят положение точки М, которая характеризует состояние смеси свежих газов с отработавшими газами сушильной машины или состояние смеси при входе ее в сушильную машину.

Вычисляют d2 = d1+ 100^ ' вл. и проводят линию d2=const. Через

точку М проводят линию /i = const, на которой выбирают произ­

73

вольную точку Е. Из этой точки опускают перпендикуляр EF на

Через точки М и К проводят прямую до ее пересечения с продолже­ нием линии AR и линией dz = const в точках В' и С, характеризую­ щих газы соответственно в смесительной камере и отработавшие в сушильной машине. Отрезок АВ' характеризует процесс смешива­ ния наружного воздуха с топочными газами; отрезок МС — процесс сушки.

Для сушильных машин с рециркуляцией количество выбрасы­ ваемых в атмосферу отработавших газов и поступающих взамен их свежих сухих газов из смесительной камеры с параметрами точки В' определяют по формуле

удельное количество наружного воздуха, которое можно примеши­ вать к /т в смесительной камере.

ляционнои смеси /р= шск, при этом степень рециркуляции п = — .

Общее количество и объем смеси газов каждого параметра опре­ деляют по формулам вида Li = UWвл и 1Ч = ДуПр,-. Удельный расход тепла для действительного процесса сушки в сушильной

машине <7=Дск(Уск — /0)= ^ ^ -500 = АВ - 2095. Общий расход

Варианты заданий (параметров воздуха и смеси газа) для построения процессов в дымогазовых сушильных машинах обычно такие же, как при сушке воздухом. Построение кривых процессов и их расчет при известном топливе, его элементарном составе и режиме сушки проводят аналогично разобранным.

9.ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КАМЕРЫ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МАТЕРИАЛА

Вмногозонных сушильных машинах после сушки охлаждают материал в зоне охлаждения.

Для составления теплового баланса зоны охлаждения учиты­ вают приход и расход тепла. Тепло в зону приходит с материалом Q3 и транспортными приспособлениями Q4, а расходуется на ис­

74

парение влаги Q i, нагрев поступающего воздуха Q 2 и потери через ограждения Q5. В общем виде уравнение теплового баланса для зоны охлаждения имеет следующий вид:

Приход тепла от нагретого в сушильной зоне материала опреде­ ляют по формуле

и (21). Температуру материала при входе в зону охлаждения при­ нимают несколько ниже температуры нагретого воздуха tu послед­ ней зоны сушки, а именно 02 = G;—(10-г-12)°С. Температуру ма­ териала при выходе из зоны охлаждения на основании опыта при­

Массу GT и теплоемкость ст транспортных приспособлений оп­ ределяют так же, как и в зонах сушки. Температуры tT" и /т берут как средние арифметические из температур верхней и ниж­ ней ветвей транспортера.

Расход тепла на испарение влаги из материала в зоне охлаж­ дения очень незначительный и в расчетах не учитывается, т. е. Qi = 0. Расход тепла на нагрев наружного воздуха

Q2 = T0(/2—/ 0)-

Величины теплосодержаний при выходе /2 и входе /о в зону ох­ лаждения берут из I — d-диаграммы, а количество воздуха Ь0 равноценно выходящему из сушилки воздуху.

Потери тепла через ограждения зоны охлаждения Q5 в практи­ ческих расчетах не учитывают ввиду малой разницы между тем­ пературами воздуха в цехе и в зоне охлаждения, т. е. Q5 = 0.

Таким образом, приближенное уравнение теплового баланса в зоне охлаждения

и ( h —/ 0) — Qs + Q4.

откуда теплосодержание выходящего из зоны охлаждения воздуха

На / — d-диаграмме процесс нагрева наружного воздуха в зоне охлаждения изобразится прямой АА' (см. рис. 30). Для этого по параметрам наружного воздуха to, ф0 находят точку А, из которой проводят прямую d0= const до пересечения в точке А' с линией

^2охл = -^0= const. От точки А' начинаются процессы изменения состояния воздуха, характерные для зон сушки.

75

10.ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ КАМЕРЫ УВЛАЖНЕНИЯ МАТЕРИАЛА

Впроцессе сушки и охлаждения не удается получить однород­ ную по влажности тресту. Между тем однородность влажности тресты перед обработкой ее на машинах — основное и важнейшее технологическое требование. При увлажнении лубоволокнистых

водяных паров, в материале выделяется скрытая теплота парооб­

/ — в е н т и л я т о р ; 2 — к а м е р а у в л а ж н е н и я в о з д у х а ; 3 — к а м е р а у в л а ж н е н и я м а т е р и а л а ; 4 — в о з д у х о в о д р е ц и р к у л я ц и о н н о г о в о з д у х а

Чтобы довести влажный воздух до указанных относительной влажности и температуры, используется пар, вода, отработавший влажный воздух (газ) или различные их комбинации. Воду для увлажнения воздуха подают в камеру увлажнения воздуха фор­ сунками.

На рис. 34 представлена принципиальная расчетная схема ув­ лажнительной установки, в которую подают смесь наружного, от­ работавшего воздуха сушильной зоны и отработавшего воздуха увлажнительной установки.

' Количество воды, передаваемое агентом увлажнения (водой и паром) воздуху, в общем случае определяют по формуле

Количество тепла, передаваемое воздуху агентом увлажнения, Qa= Wya.

При использовании только пара ia= in, воды 4 = ^водыЕсли для увлажнения воздуха используют воду и пар, теплосодержание агента увлажнения

Смесь наружного воздуха L0 и отработавшего воздуха сушиль­ ной зоны Ь2~с назовем свежим воздухом L'0, а смесь свежего воз-

76

духа L'о и рециркуляционного Lp — смесью. Степень рециркуляции свежего воздуха обозначим

L о

астепень рециркуляции смеси

п—

Влагосодержание и теплосодержание свежего воздуха и смеси (d'o, I'o, dCM, / см) определяют по формулам (26) и (25).

Составим уравнение теплового баланса для увлажнительной установки. Тепло в установку приходит с воздухом L'0I'о, с агентом увлажнения Qa, с материалом GiCiGi, транспортными приспособле­ ниями GTcTCT и влагой .адсорбции Wcqc. Из установки тепло те­ ряется с уходящим воздухом Lyx/2, с материалом GiCi02, с транс­ портными приспособлениями GTcT/T", с поглощенной материалом влагой WCQ2 и через ограждения сушилки Q5. При установившемся

состоянии теплообмена уравнение теплового баланса будет иметь вид

Отсюда - количество тепла, передаваемое воздуху агентом ув­ лажнения, при L'o — Lyx

сорбированной материалом Wc, т. е.

Аналогично получим уравнения баланса тепла и влаги для ка­ меры увлажнения воздуха

77

Удельное количество тепла (уравнение процесса увлажнения воз­ духа) получается при делении равенства (53) на Wa

составляют аналогично предыдущему. Уравнение баланса тепла

с1000

Для теплового расчета увлажнительной установки необходимо знать производительность сушильной машины, начальную и ко­ нечную влажность материала в зоне увлажнения (для опреде­ ления Wc), шесть или пять параметров воздуха и один параметр агента увлажнения. При этом пользуются приведенными уравне­ ниями (49)—-'(57). Порядок теплового расчета увлажнительной установки рекомендуется следующий.

Устанавливают режим сушки и увлажнения, по которому при­ нимают производительность сушильной машины Gc (кг/ч), пара­ метры наружного to, фо или свежего воздуха t'o, ф'о, параметры увлажненного воздуха при входе в камеру увлажнения материала U, ф1, скорость воздуха в камере увлажнения материала о (м/с), удельную загрузку рс (кг/м2), начальное и конечное влагосодер-

воздуха Gc-

Подсчитывают потери тепла Q3, Qi, Q5, а используя уравнение (25), (26) и (57), определяют тепло- и влагосодержание отрабо­ тавшего воздуха /2, d.2 -

Выбирают агент увлажнения, определяют его теплосодержание t'a, расход влаги Wa, количество удаляемого воздуха Lyx, теплоту агента увлажнения Qa и параметры /см, dCM по формулам (25)

78

Рис. 35. Графическое построение процессов

вувлажнительной установке на I—d-диа­

грамме:

поэтому и процессы увлажнения воздуха и материала строят тем же методом, что и при сушке.

увлажнения воздуха или при входе в камеру увлажнения мате­ риала. Определяют величины А и Аа, которые для увлажнитель-

79

ной установки всегда больше нуля. Вычисляют влагосодержание

отработавшего воздуха а2 = а1~----j ~ - . На / — a -диаграмме про­

водят линии /1 = const; di = const; d2 = const. На линии /i = const

выбирают произвольную точку Е, из которой проводят горизон­

точки В и К проводят прямую, пересечение которой с линией п?2 = const определяет точку С, характеризующую состояние отрабо­ тавшего воздуха при выходе его из камеры увлажнения мате­ риала. Соединяют точки Л и С. Проводят прямую линию через точки В и К' до пересечения с линией АС в точке М, характери­ зующей состояние смеси рециркуляционного и наружного воздуха до его увлажнения. При использовании отработавшего воздуха сушилки положение точки А будет определено параметрами све­ жего воздуха Vо, ф'о- На этом заканчивается построение кривых процессов изменения состояния воздуха в увлажнительной уста­ новке.

Уменьшение влаги в воздухе объясняется тем, что часть ее поглощается материалом.

Воздух нагревается за счет теплоты адсорбции. Построив кри­ вые процессов по формулам (9), (48), (52), (53) н (56), опреде­ ляют Wa, Qa степень рециркуляции п', п, количество и объемы уходящего рециркуляционного, свежего или наружного воздуха

(Сух, Lp, Lfо, Lo, Vyx, Vp,V'o, Vo).

Рекомендуется увлажнять тресту после сушки воздухом с хо­ лодной распыленной водой с /=10-М 5°С. Это позволяет охладить тресту и сохранить влагу в волокне при дальнейшей обработке.

Увлажнительные установки надо рассчитывать по летнему ре­ жиму, когда потери малы, а теплосодержание наружного (све­ жего) воздуха максимально.

11. КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ СУШИЛЬНЫХ МАШИН

Большинство сушильных машин заводов первичной обработки лубяных волокон — конвективные, с паровым нагревом сушильного агента в калориферах. Тепловой баланс для сушильных машин та­ кого типа определяют по формуле (31).

При этом

W вл

Это и уравнение (31) используются для определения техноло­ гического к. п. д. сушильной машины т)с, который показывает от­ ношение тепла, затраченного на технологический процесс (испа­ рение влаги) q\ ко всему подведенному теплу, т. е.

80