Отечественное проявочное оборудование

А б

Основы расчета теплообменников проявочных машин

Общим уравнением при расчете теплообменника любого типа является уравнение теплового баланса — уравнение сохра­нения энергии. Тепловой поток Q_u полученный в теплообменни­ке при охлаждении горячего теплоносителя (индекс 1) от тем­пературы t[ до /i', равен разности энтальпий потока теплоно­сителя на входе в теплообменник Н[ и выходе Н[\

Q^Hi-Hl^MiiClti-C'ifx), (6.1)

где С\ и С\ —теплоемкость горячего теплоносителя на входе и выходе теплообменника; Afi— массовый расход теплоноси­теля.

Некоторая часть Qi (не более 10%) теряется в окружаю­щую среду через стенки теплообменника, а основная часть Q₂=r]Qi передается второму теплоносителю (индекс 2). Тепло­вой поток Q₂, получаемый холодным теплоносителем, можно рассчитать но аналогии с уравнением (6.1):

Q₂^H2-H2~^M₂(CU^,2-C2t2)==r_]Q₁ = r]M₁(C[t[—CU^,i). (6.2)

Уравнение теплового баланса (6.2) позволяет найти один не­известный параметр: либо расход одного из теплоносителей, либо одну из температур. Все остальные параметры должны быть известны.

Тонкие трубки теплообменников практически всегда счита­ются плоскими, и поэтому поверхность F, необходимая для пе­редачи теплового потока Qz от горячего теплоносителя к холод­ному, определяется из приближенного уравнения:

Q₂ = KF(t₁-~t₂)=KFM_J (6.3)

где К — коэффициент теплопередачи.

В уравнении (6.3) температура теплоносителей /i и t₂ по­стоянна, а в теплообменнике же эти температуры изменяются (рис. 6.2), поэтому в расчете нужно использовать среднеинте-гральную по длине теплообменника разность температур тепло­носителей:

Q_% = KFtd. (6.4)

Пользоваться среднеарифметическим значением (рис. 6.2) д7 = 0,5 (А*_б 4- At J можно только в случае, если Ы^1Ы_Ж < 2. Погрешность не будет превышать 4%.

Точные значения перепада At можно определить следую­щим путем. Пусть через дифференциально малую площадь (рис. 6.2) теплообменника dF передается тепловой поток

6Q_t = KbtdF, (6.5)

Рис. 6.2. Схемы движения теплоносителей в теплообмен­никах: а — противоток; б — прямоток

за счет которого температура нагреваемого теплоносителя из­меняется на dh, а разность температур теплоносителей — на d (At). Тогда

6Q_a = A4_aC₂d(Af). (6.6)

Приравняем правые части уравнений (6.5) и (6.6):

KMdF^M₂C₂d{At). (6.7)

Разделим переменные и проинтегрируем по F от 0 до F и по М от М_м до М_б:

F ^Л'б

d(At) М

(6.8)

^dF^^fL J

AC

Отсюда

м₂с₂ к

Ma

F =

или

А/_б

M₂C₂ = KF/\n

(6.9)

Подставим полученное выражение в уравнение теплового балан­са (6.2):

-А/_м

Q₂ = М₂ С₂ (/S - f £) - М₂ С₂ (At₆ - Д*_м) - УС/⁷ -^5-

(6.10)

А/_б А/м

In

Сравнивая выражения (6.10) и (6.3), нетрудно видеть, что -А/_м

(6.11)

аТ= ^Л/б ■

А/_б

А/м

На практике чаще используются противоточные схемы дви­жения, поскольку при одинаковых температурах входящих и выходящих теплоносителей At при противотоке всегда больше, чем при прямотоке. Согласно формуле (6.3) это означает, что для передачи одного и того же теплового потока Q при проти-воточной схеме потребуется теплообменник меньшей площади. Еще одно преимущество противоточного теплообменника заклю­чается в том, что холодный теплоноситель в нем можно нагреть до температуры более высокой, чем температура греющего теп­лоносителя на выходе t\ > t\.

При конструктивном расчете теплообменника задаются на­чальными и конечными параметрами теплоносителей и рассчи­тывают необходимую площадь теплообменника. Температура рабочих растворов должна изменяться от /_ок до /_раб- Темпера­тура теплоносителя на входе не должна превышать 98 °С, чтобы избежать кипения жидкости в теплообменнике. Перепад темпе­ратур на входе и выходе можно принять в диапазоне (10—15) °С. В этом случае порядок выполнения расчета будет следующим:

1. Из балансового уравнения определяют мощность тепло­вого потока Q₂, которую нужно передать от горячего теплоноси­теля к холодному.

2. Задаются диаметрами трубок и скоростями течения теп­лоносителя (l-r-1,2 м/с).

3. По формулам теплотехники рассчитываются коэффици­ент теплоотдачи и коэффициент теплопередачи К.

4. По формуле (6.11) определяют At.

5. Из уравнения теплопередачи (6.3) находят площадь F теплообменника.

6. По известной площади F рассчитывают длину трубок теплообменника.

Далее по выполненному конструктивному расчету теплооб­менника необходимо сделать поверочный расчет. В этом случае известна площадь F и начальные параметры теплоносителей. Необходимо рассчитать конечные параметры, т. е. проверить пригодность теплообменника для имеющихся условий.

Сложность расчета заключается в том, что уже в самом на­чале необходимо знать конечные температуры теплоносителей, поскольку они входят как в уравнение теплового баланса, так и в уравнение теплопередачи. При средней температуре, кото­рую не найти без знания конечных, берутся параметры теплоно­сителей в расчетах коэффициентов теплоотдачи.

Поверочные расчеты проводятся методом последовательных приближений. Для этого задаются конечной температурой одно­го из теплоносителей, по уравнению теплового баланса рассчи­тывают конечную температуру второго и проводят конструктив­ный расчет. Если полученная в результате площадь F не сов­падает с площадью поверхности имеющегося теплообменника, расчет проводят вновь, задаваясь другим значением температу­ры на выходе. Поверочные расчеты целесообразно проводить при помощи ЭВМ, что позволит снизить трудоемкость вариант­ных расчетов.

Одесский завод полиграфических машин выпускает уста­новку РПУ-70М для ручной обработки пленок и проявочную машину 2РПУ-50 для обработки пленок в пунктах приема по­лос газет, принятых по фототелеграфу.

Ленинградский завод полиграфических машин выпускает проявочные машины ФО-25П для обработки пленок, экспониро­ванных на фотонаборных автоматах комплекса «Каскад». В на­стоящее время для обработки пленок типа «Лайн» и «Лит» оте­чественным машиностроением освоена автоматическая проявоч­ная машина ФО-50. Данная машина отличается высокой степенью нормализации и автоматизации технологических опе­раций, и в ней применена оригинальная система струйной по­дачи растворов на обрабатываемую поверхность пленки, что позволило улучшить качество получаемых фотоформ и увели­чить производительность.

Устройство проявочной машины рассмотрим на примере наиболее распространенной модели 2РПУ-50. Данная установка предназначена для автоматизированного проявления, фиксиро­вания и сушки фотокопий газетных полос.

Основные технические показатели установки 2РПУ-50

Формат обрабатываемой пленки, мм 430X685

Количество кювет, шт. 3

Объем кювет, л 40

Объем дозатора, л 8

Пределы регулирования дозы, мл 50—150

Скорость транспортирования пленки, м/мин 0,4—1,0

Время полной обработки пленки (при проявле- 7
нии в течение 1 мин), мин

Пределы измерения рабочей температуры рас- 25—35
творов (проявителя и фиксажа), °С
Точность поддержания температуры, °С:

проявителя ± 0,5

фиксажа ±1,0

Общая установленная мощность, кВт 11,5
Габаритные размеры, мм:

длина 2000

ширина 875

высота 1250

Масса, кг 550

Принципиальная схема установки показана на рис. 6.3.

Обработка пленки производится в трех кюветах: кювете 9 для проявителя, кювете // для фиксажа и кювете 12 для про­мывки, за которой расположена камера для сушки 13. Со сто­роны входа пленки имеется столик вводного устройства 5, под которым расположен пульт 4_У а со стороны ее выхода располо­жен приемный лоток 17. Все узлы установки смонтированы на остове 19, имеющем регулируемые по высоте опоры 24. В уста­новке имеется: система циркуляции растворов, состоящая из блока насосов 2 и блока фильтров 10; система дозирования про­явителя, включающая насос с приводом 3 и емкость 22 для подкрепляющего раствора; валиковый транспортирующий меха­низм 7 с приводом 6, пульт управления 4 и электрошкаф /. Под установкой расположены поддоны 23, а для предохранения ра­створов от окисления в кюветах предусмотрены плавающие крышки 8. Количество воды, подаваемой в кювету промывки, регулируется вентилем 15. После обработки в кюветах прояви­теля, фиксажа и промывки фотопленка попадает в камеру суш­ки, в которой транспортируется поролоновыми валиками 14 между фторопластовыми направляющими 16_у создающими ко-ридор для ее прохождения. Воздух из помещения через фильтр 18 нагнетается вентилятором 21 в отсек электронагре-

вателей 20 и после подогрева поступает в камеру сушки, из ко­торой часть теплого воздуха уходит в помещение, а часть посту­пает на рециркуляцию обратно в вентилятор. После высушива­ния пленка направляется в приемный лоток 17.

Регулирование скорости перемещения пленки обеспечивает изменение времени обработки фотоматериала в каждом баке от 40 до 100 с с фиксированными интервалами через каждые 10 с.

Рис. 6.3. Принципиальная схема установки 2РПУ-50

Система циркуляции и термостатирования рабочих раство­ров обеспечивает регулирование температуры рабочих растворов от 25 до 35 °С, поддерживаемой с точностью ±0,5 °С для про­явителя и ±1,0°С для фиксажа. Температура сушащего возду­ха изменяется в пределах от 40 до 80°С с точностью ±5°С.

Современные модели проявочных машин оснащаются мик­ропроцессорами, и работа оператора на них осуществляется в диалоговом режиме. Информация о работе и технологических параметрах систем выводится на экран видеотерминального устройства.

Работа системы автоматической корректировки растворов контролируется с помощью контрольных полосок, пропускаемых периодически через машину. Контрольный денситометр произ-

водит замер величины оптической плотности почернения клина, и результаты замеров поступают в микрокомпьютер, который в случае каких-либо отклонений воздействует на систему коррек­тировки растворов.

В память микрокомпьютера с помощью клавиатуры вводят­ся необходимые параметры работы машины, а на экран дис­плея можно ввести либо вывести различную информацию:

технологические режимы обработки (время проявления, температура растворов, корректировка растворов и др.);

недельный режим работы машины;

время и узлы для ежедневного, недельного и годового про­филактического осмотра и смазки, чистки, замены фильтров и др.

В случае возникновения в машинах каких-либо неисправ­ностей на экране дисплея указываются место неисправности либо характер нарушений в технологическом режиме работы ма­шины и способы их устранения.

В последнее время наблюдается тенденция агрегатирования проявочных машин и репродукционных фотоаппаратов, а так­же встраивание их в поточные линии по изготовлению первич­ных фотоформ.

Дата добавления: 2015-04-24