книги / Скоростная сушка гипсовых и гипсобетонных изделий
..pdfПри проектировании сушильных установок следует свести к минимуму свободный объем в верхней части туннеля и изме нить конструкцию вагонеток.
Уменьшить неравномерность сушки по высоте панели на су ществующих сушилках молено за счет установки в верхней ча сти вагонеток специальных фартуков для уменьшения свобод ного пространства, в которое устремляется большая часть те плоносителя, фактически не участвующая в процессе сушки. Установка таких фартуков на вагонетках Ленинградского за вода гипсовых и мраморных изделий позволила существенно уменьшить неравномерность сушки панелей по высоте (7% в верхней, 8% в средней и 6% в нижней части панелей).
При модернизации действующих сушилок оказалось воз можным сократить длительность сушки панелей до 9 ч (вместо 20—24 ч при существовавшем ранее режиме) за счет использова ния теплоносителя с £=180—220° С, d —67—70 г}кг с. в. при ско рости о= 2,7—3 м1сек. Расход газа на 1 м2 панели составил 2,5— 3 ж3, что при калорийности газа 7200—8400 ккал(мг соответствует 3—3,1 кг условного топлива вместо 6,8 кг по существующим нор мам. Годовой экономический эффект от внедрения скоростного режима сушки без учета увеличения выпуска продукции дости гает 30 00 руб. на 1 млн. м2 изделий.
весной влажности равна нулю. При температурах теплоносите ля выше 70—100°С после удаления из материала избыточной (химически не связанной) влаги скорость сушки при W=0 от лична от нуля, так как при этом из гипса продолжает удалять ся химически связанная влага. Это обстоятельство не позволя ет воспользоваться известными методами для определения дли тельности сушки гипсовых изделий во втором периоде, в связи с чем была выведена формула для определения тц, учитываю щая особенности сушки листовых гипсовых материалов.
Как было показано в главе V, конвективная сушка листовой гипсовой штукатурки может быть осуществлена при постоян ных параметрах теплоносителя только в том случае, если вто рая критическая влажность материала H7,fPj меньше или равна
его равновесной влажности №р. В случае несоблюдения этого условия сушить гипсовую штукатурку следует при переменном режиме сушки. При этом во втором периоде сушки после на ступления Wxpm температура теплоносителя не должна превы
шать 70° С, чтобы не было перегрева и дегидратации прилега ющих к картону слоев гипса. Учитывая это обстоятельство, при нимаем, что ти представляет собой время, за которое влажность гипсовой штукатурки изменяется от №KPi до WKPn = №р. Для оп
ределения Тц примем с небольшой погрешностью, что измене ние скорости сушки от до WKPm происходит по линейному
закону, т. е. по прямой, соединяющей первую и вторую критиче ские точки на кривой скорости сушки. Тогда выражение для скорости сушки во втором периоде между №КР| и WKPj при
мет вид:
- i K = K ( W - W ^ % |
мин, |
(36) |
где К — коэффициент пропорциональности; |
|
|
К= —^~~^г— Цмин, здесь |
N {— скорость |
сушки |
WKPI —WKPS |
|
|
во втором периоде при достижении материалом №i{Pr
в %1мин;
W — влажность материала на участке от первой до второй критических влажностей в %.
Разделив переменные в выражении (36) и произведя инте грирование, получаем формулу для определения ти:
Тц — ^ 2,3 lg |
мин. |
(37) |
Подставляя значения xi и Тц в (34) |
и полагая в (37) |
W— |
83
результатом совокупного влияния конвекции, теплопроводности и лучеиспускания. Основным из этих факторов обычно прини мается конвекция. В этом случае количественной характеристи кой процесса является коэффициент теплоотдачи
а = ак + ал ккал1мг-ч-град, |
(44) |
где ак — учитывает действие конвекции и теплопроводности и определяется из полученных в главе IV критериаль ных уравнений (21) и (22). Из этих уравнений:
•■0*5 |
л |
ДО5; |
ак — 0,95---------- ккал/м2-ч-град при Re < |
||
<уО,5 |
^0,5 |
|
„0.8 1 |
JO5, |
|
ок = 0,038—^ |
Q. ккал1мг■ч • град при .Re > |
|
При радиационном теплообмене между газом и твердым телом коэффициенты теплоотдачи излучением зависят от физиче ских свойств газов, их парциального давления и температуры,, размера и формы занимаемого газами пространства. Основное влияние при лучеиспускании оказывают содержащиеся в газах углекислота и водяные пары.
Коэффициенты теплоотдачи излучением углекислоты и во дяного пара могут быть определены по следующим формулам*:
|
з |
____ |
|
|
ago. = А У |
PS [0,0513 ( tc + /м) — 30,25] ккал/м*'Ч-град; |
(45) |
||
|
Оизл0 =i4P0,850,6 [0,107 (tc + tK) — 46,5] |
ккал1м2-ч-град, |
(46) |
|
где |
Р — парциальное давление газа в атм\ |
|
||
|
S — толщина слоя газа в м\ |
|
|
|
|
tc — температура газовой среды в ° С; |
|
||
|
tM— температура поверхности материала в ° С; |
|
||
|
с |
|
|
С — |
А яз* ——- —степень черноты облучаемой поверхности, здесь |
||||
|
4,96 |
|
в ккал/м2• наград. |
|
|
константа излучения картона |
|||
Величина |
|
|
|
|
|
^ = 4'9 6 £ [ ( ^ г ) ‘ - ( 4 ) > |
' са^ ‘2'4 |
(47> |
|
представляет собой подвод тепла к материалу лучеиспусканием от паровых регистров, расположенных между ярусами сушилки и нагреваемых движущимся между ярусами газом; здесь Е — приведенная степень черноты системы; 7 ^ — абсолютная тем-
* М. Ю. Л у р ь е . «Сушильное дело». Госэнергоиздат, 1948.
Следует отметить, что эта формула также учитывает влия ние инфракрасного излучения теплоносителя, стенок сушильной установки и паровых регистров, расположенных между яруса ми сушилки, на интенсивность сушки. Скорость сушки гипсовых листов и досок другой толщины при тех же параметрах тепло носителя можно определить из соотношения
= N - § - %Iмин, |
(50) |
*Vl
где R — характерный размер гипсовой доски толщиной 8 лш; Rn — то же, для гипсовой доски другой толщины.
Для облегчения расчетов значение N может быть определено по номограмме (рис. 46).
Влажность материала, соответствующая концу первого пе риода сушки гипсовых досок толщиной 8 лш, определяется по
формулам: |
теплоносителя f < |
200° С |
|
|||||
при температуре |
|
|||||||
|
Wn |
= |
19 |
^0 .0 8 |
у 0 ,3 2 |
|
(51) |
|
|
А22~" %; |
|||||||
|
|
4>i |
|
|
||||
при температуре |
воздуха |
t ^ |
200° С |
|
|
|||
|
№ |
|
= 600 |
0 . 3 2 |
о п |
(52) |
||
|
upi |
—------- |
||||||
|
|
|
|
d 0 .2 2 , 0 , 5 7 |
/ 0 |
* |
||
На рис. 47 представлена номограмма для определения зна чения 1^КР1. Д ля вычисления W,tPi гипсовых досок другой толщи
ны можно воспользоваться соотношением
( ^ р . ) « п = ^ к р . + - ^ - |
(53) |
где а'уо в зависимости от температуры гипса в первом периоде сушки определяется по формуле (33).
Температуру гипсового сердечника в зависимости от пара метров теплоносителя можно определить по формуле (41).
В зависимости от температуры воздуха вторая критическая влажность гипсовой штукатурки' рассчитывается по формулам: при
г<190°С |
7Яп0.7 /1,3 |
(54) |
|
; |
|||
при |
68-10агЛ7 |
|
|
t > 190°С №кр< |
(55) |
||
^ 0 , 3 7 , 1 , 7 5 |
|||
|
В соответствии с этими формулами построена номограмма, приведенная на рис. 47, б. Величина второй критической влаж ности гипсовых досок при повышении толщины материала от 8 до '20 мм меняется по линейному закону. Отсюда величину второй критической влажности гипсовых досок толщиной 10 мм
и выше можно |
определить |
|
по соотношению |
|
|
* * . - * * . % |
% - |
(88) |
где Rh —характерный раз мер толстостен ных изделий;
R — то же, для тол щины 8 мм.
Рис. 48. Номограмма для определения коэффициента К
мости от толщины матери ала
Коэффициент пропорциональности К вычисляется из эмпи рической зависимости
К = —7~гтг %!мш. |
(57)' |
l0GdO,17 |
* |
На рис. 48 приведена номограмма для определения значе ний К для гипсовых листов толщиной 8 мм.
Относительное изменение коэффициента К в зависимости от увеличения толщины материала от 8 до 20 мм можно устано вить, пользуясь кривой, приведенной на рис. 49.
