Реферат: Транспортирование сырца в сушильные агрегаты. Основные сведения о процессе сушки. Естественная сушка в сушильных сараях
Скорость внешней диффузии зависит от параметров теплоносителя— температуры и влажности, а также от скорости его движения относительно высушиваемого изделия.
Способность теплоносителя поглощать то или иное количество влаги зависит от его относительной влажности, т. е. количества содержащейся в нем влаги. Чем меньше относительная влажность теплоносителя, тем большее количество влаги в виде водяного пара может он поглотить.
В результате испарения влаги с поверхности изделия влага из глубинных слоев перемещается на его поверхность. Этот процесс называют внутренней диффузией.
Если в результате быстрого испарения влаги с поверхности сырца разница в количестве ее на поверхности и внутри будет превышать допускаемый предел, то сырец будет растрескиваться. Этот предел называют критическим перепадом влагосодержания, или критическим градиентом влажности.
Условия сушки кирпича должны быть такими, при которых образующийся в ней перепад влажности не превышал бы критического значения. Скорость внутренней диффузии зависит от влагопровод-ности сырца и возникающего перепада влагосодержания или градиента влажности. Внутренняя диффузия протекает медленнее внешней.
Наилучшие условия сушки создаются при одинаковой скорости внешней и внутренней диффузий.
Сушка может происходить только при условии подвода тепла, необходимого для испарения влаги, и при наличии разницы давлений паров воды на поверхности испарения и паров воды теплоносителя. Чем больше эта разница, тем быстрее скорость испарения.
Теплоноситель поглощает влагу из кирпича до тех пор, пока парциальные 1 давления его паров и паров на поверхности испарения не сравняются.
Насыщенность теплоносителя не должна превышать определенного предела. Добавление к насыщенному теплоносителю некоторого количества пара вызывает конденсацию его на поверхности изделия в виде капель воды. Чем выше температура воздуха, тем большее количество паров воды он может впитать до насыщения.
В практике степень насыщения воздуха характеризуют его относительной влажностью, т. е. отношением количества водяного пара, содержащегося в 1 л3 воздуха, к количеству пара, которое насыщает воздух при данной температуре. Чем выше температура и ниже относительная влажность воздуха, тем быстрее протекает процесс сушки изделия и тем меньшее количество воздуха необходимо для удаления влаги из изделия.
Скоростью сушки называется количество воды, которое удаляется с единицы .поверхности изделия в единицу времени. Скорость сушки можно регулировать температурой, относительной влажностью и скоростью движения теплоносителя.
Процесс сушки делится на три периода: нагрева изделий, постоянной скорости сушки и замедленной скорости сушки. В период нагрева тепло, подводимое к материалу теплоносителем, расходуется на подогрев изделия от начальной температуры до температуры теплоносителя. Влажность изделий за этот период уменьшается незначительно.
В первый период сушки удаление влаги происходит с постоянной интенсивностью
где W — количество испарений влаги, кг; F — поверхность испарения, м2 ; τ —время испарения, ч.
В этот период температура изделия постоянна и равна температуре мокрого термометра 2 .
В период постоянной скорости сушки влага, поступающая из внутренних слоев изделий, испаряется с их поверхности. Скорость сушки в этот период остается постоянной до тех пор, пока влажность на поверхности изделий начнет уменьшаться. Этот период сушки характеризуется примерно постоянным уменьшением массы изделия в единицу времени, т. е. количества влаги, испаряемой с единицы поверхности высушиваемого изделия.
В период замедленной скорости сушки постепенно уменьшается влажность изделия до минимального остаточного количества. После этого сушка изделий прекращается. Этот период характеризуется непрерывным снижением скорости сушки и сопровождается снижением величины усадки изделий, которая чаще всего прекращается до окончания этого периода.
Влажность, которую имеет масса изделия в момент прекращения усадки, называется критической влажностью.
Конец третьего периода характеризуется равновесной влажностью, т. е. влажностью, при которой изделие прекращает уменьшаться в массе и скорость сушки равна нулю.
Равновесная влажность высушиваемого материала зависит от относительной влажности и температуры теплоносителя. Чем меньше относительная влажность теплоносителя и выше его температура, тем меньше равновесная влажность высушиваемого изделия.
Для уменьшения возможности образования трещин в заводской практике обычно стремятся увеличить скорость продвижения влаги от внутренних слоев изделия к наружным настолько, чтобы эта скорость соответствовала скорости испарения с поверхности изделия. При этих условиях влажность сырца по всей толщине выравнивается и воздействие напряжений уменьшается или устраняется.
Увеличение скорости капиллярного движения воды в основном зависит от ее вязкости, которая понижается с увеличением температуры воды. Вода при температуре 60° характеризуется вязкостью на 25% меньше, чем при температуре 0°С.
Практически нагрев глиняной массы до указанной температуры или несколько ниже достигают пароувлажнением.
Чтобы ускорить сушку, особенно в начальный период, применяют паропрогрев глиняной массы перед прессованием до 40—50° С. За счет повышения температуры бруса увеличивается влагопровод-ность сырца в два и более раза, так как вязкость воды в сырце значительно уменьшается и усиливается внутренняя диффузия.
Однако возможности прогрева глиняной массы ограничиваются указанными пределами температуры (40—50°С). При более высокой температуре паропрогрева у большинства суглинков, применяемых для производства кирпича, резко снижается связность массы. Это приводит к уменьшению прочности бруса, выходящего из мундштука пресса.
Сырец, нагретый за счет пароувлажнения, можно высушить быстрее и с меньшим количеством трещин. Чтобы уменьшить величину усадки, ускорить продвижение влаги из внутренних слоев к поверхности и тем самым уменьшить перепады влажности по сечению изделия, в шихту вводят - различные отощители, увеличивающие влагопроводность и уменьшающие усадку изделий.
Чтобы избежать появления трещин в изделиях из чувствительного к сушке сырья, повышают относительную влажность тепдоносителя, снижают его температуру при одновременном увеличении объема, а следовательно, и скорости. С этой целью обычно повторно используют часть отработанного теплоносителя, т. е. осуществляют его рециркуляцию путем смешивания с теплоносителем, поступающим от источников тепла. Это делают либо в общей смесительной камере перед поступлением в сушилку, или же рециркулирующий влажный теплоноситель подают в наиболее опасные зоны сушки, и здесь он смешивается с проходящим более сухим теплоносителем..
При сушке изделий стремятся создать оптимальный режим, т. е. режим, при котором получают качественные изделия без трещин в минимальные сроки и при возможно меньших затратах тепла и электроэнергии.