Водяной пар как обрабатывающий агент. Параметры, характеризующие состояние водяного пара. 2 страница

Газовая сушилка с однократной циркуляцией. Газовые сушилки работают без калориферов. Осн. тепловое уст-во - топка (Т), топочный газ вводится в сушилку, предвар. смещиваясь с воздухом 0. Линия смешения 0-Т на Idα-диаграмме(W=const). Смесь проходит через штабель и испаряет из него влагу (1-2). Отработанная смесь выбрас. в атмосферу. (Рис. 4)

Рис. 4

Газовая сушилка с многократной циркуляцией. Пр-с одновременного смешения 3х компонентов м/рассм., как 2 последоват. пр-са:1)топочный газ в состоянии Т смешивается со свежим воздухом 0 и образуется смесь, сост кот хар-ется т. А; 2) промежуточная смесь А смешивается с отработанным агентом 2 и образ. новая смесь сост.1, кот направляется в зону сушки.

Виды и конструкции калориферов.

Калориферы - теплообменные аппараты, предназначенные для передачи тепловой энергии от теплоносителя к сушильному агенту. Они представляют собой замкнутую систему сообщающихся трубопроводов, омываемые снаружи циркулирующим сушильным агентом и обогреваемую изнутри теплоносителем. В зависимости от вида применяемого теплоносителя калориферы м.б. электрические, огневые, паровые, жидкостные. Жидкостные делятся на водяные, масляные.

По конструкции разл-т калориферы:1 – сборные, монтируемые из стандартных элементов внутри сушильного пространства; 2 – компактные - калориферы заводской сборки, устанавливаемые в сушилках в газовом виде. Для монтажа сборных калориферов долго исп-ли старые чугунные трубы.

В зав-ти от хар-ра дв-ия теплоносителя внутри калорифера компактные калор-ры м.б. одноходовые (теплоноситель – пар) и многоходовые (теплоноситель – вода или масло).

У одноходовых теплоносителем является пар который проходит через зону теплообмена только один раз двигаясь по всем нагревательным трубкам в одном направлении.

Многоходовые калориферы. Теплоноситель несколько раз меняет напровление своего движения, а значит несколько раз проходит через зону теплообмена. Трубки распологаются горизонтально+ входной и выходной патрубки находятся с одной стороны, а в качестве теплоносителя используется жидкость(вода, масло)

Достоинства компактных калориферов: - большая пов-ность нагрева при сравнительно небольших габаритных размерах калорифера.

-повыш. по сравнению со сборными калор-ми из чугун. труб интенсивность теплопередачи

Недостатки: -засоряемость нагревательных трубок

-необходимость замены всего калорифера при выходе из строя какого-нибудь 1 элемента

Широко распространены калориферы из биметаллических труб, к-ые м.б. сборные и компактные.Их внутренняя основа-стальная, а наружная-аллюминиевая(металл очень стоек к коррозии).

Конденсатоотводчики – устройства, предназначенные для обеспечения свободного выхода из калорифера конденсата без выпуска оттуда пара. Бывают гидростатические (быстро выходят из строя из-за коррозии) термостатические(исп. разницу t-ур воды и пара) и термодинамические.Конденсатоотводчики надо устанавливать на горизонтальных участках конденсатопровода, обязательно ниже мин. уровня калорифера.

Топки – специальные устройства, предназначенные для сжигания твердого, жидкого или газообразного топлива с целью получения топочного газа, к-ый исп-ся в кач-ве сушильного агента. Топочный газ, котр. Поступает на сушку не должен содержатьв себе частиц несгоревшего топлива, т.к.- материал чернее, -частицы вызывают возгорание мат-ла. Широко используются полугазовые топки.

Циркуляционное оборудование сушилок. Осевые и центробежные вентиляторы. Эжекторные установки.

Вентиляторами называются воздуходувные машины, предназначенные для перемещения больших количеств воздуха или другого газа при давлении близкому к атмосферному. По конструкции и принципу действия различают вентиляторы 2-х типов: радиальные или центробежные и осевые вентиляторы.

Центробежный:

1–кожух, 2–рабочее колесо, ротор, 3–всасывающий патрубок, 4 – выхлопной патрубок.

Центробежный вентилятор При вращении колеса через всасывающий патрубок попадает воздух и вовлекается во вращательное движение. Под действием центробежных сил, воздух отбрасывается ко внутр. пов-сти кожуха и силой из него выбрасывается.

Осевой вентилятор: 1 – ступица, 2 – лопости, 3 – кожух, 4 – вал.

Рабочее колесо состоит из ступицы, посаженной на вал+ лопости. Рабочее колесо внутри кожуха работает по принципу гребного винта, т. к. лопости проталкивают воздух.

Центробежные и осевые вентиляторы могут быть правого и левого вращения. По особенностям устройства рабочих колес вентиляторы делятся на типы: Ц 14-46, Ц 4-70, Ц 4-76, У-6 (6 лопостей), У-12. Размеры вентилятора характеризуются его номером: номер вентилятора – это диаметр рабочего колеса в дециметрах. Всего 68 номеров. Работа каждого вентилятора характеризуется аэродинамическими и конструктивными параметрами:1)полное давление, развиваемое вентилятором (Па), 2) производительность (М³/с), 3) КПД 4) потребляемая мощность,(кВт) 5) частота вращения рабочего колеса.(об/мин.). Графические зависимости, котор. показ. изменения давления, КПД и потребляемой мощности от производительности при разл. частотах вращения наз. характеристикой вентилятора (по ним выбирают марку вентилятора) Центробежный или осевой вентилятор с приводом и системой подключенных к нему воздуховодов называется вентиляторной установкой. Эжекторные установки. Для осуществления циркуляции сушильного агента использ. эжекторные установки, работа кот. основана на эффекте подсоса, создаваемого струей движущегося с большой скоростью газа. Воздух движется по трубе меньш. диам-ра, а достигая конической насадки с больш. скоростью выходит из неё.

Р=Р_ст+Р_д; V₃=V₂+V₁ Кратность эжекции – отношение объёма воздуха, циркулирующего по трубе большого диаметра (V₃), к количеству эжектирующего воздуха. M= V3/V1; М=4-6; W=25-30 м/с. Потребление эл. энергии в 2-3 раза больше, чем при вентилиционн. циркуляции, т.к. скорость выше и трение о стенки больше.

Ограждения сушилок. Полы, стены, потолочные перекрытия, двери.

К ограждениям относят: полы, стены, потолочные перекрытия, дери. Конструкция и устройство ограждений зависят от типа сушильной камеры. Камеры могут быть стационарными и сборно-разборными.

Стационарные камеры – это отдельные постройки, её нельзя перенести, делают из бетона, кирпича, др-ны). Сборно-разборные камеры изготавливают на машиностроит. заводах и поставляют заказчику в виде комплекта легко собираемых элементов. Её собирают.

Элементы ограждений сушильных камер должны соответствовать след требованиям:

-иметь низкую теплопроводность

-иметь небольшую паро- и влагопроницаемость

-быть прочными и долговечными

-должны обеспечивать герметичность сушильного пространства

Полы сушильных камер настилают в 4 слоя:

Ι- баластный слой из песка (200-250мм);

ΙΙ-подготовительный слой щебня (60мм);

ΙΙΙ-слой бетона (120мм)

ΙV-цементный слой (стяжка) (20мм).

В полу камеры прокладывают канавки, имеющие слив в канализацию или в сточный колодец. Если исп. рельсовый трансп-т, то в полу прокладывают рельсы за подлицо к стенкам камеры.Для стен стационарных камер широко используется красный керамический кирпич (но не белый-разрушается под действием влаги), бетон, пенобетон. Наружные стены, выходящие на улицу должны быть 630-640мм, стены выходящие в отапливаемые помещения должны быть 500-510мм, перегородки между камерами должны быть 380мм. Кирпичные стены могут быть оштукатурены, но только с внутренней стороны.

1-кирпичная кладка

2-железобетон

3-теплоизоляционный материал

4-стеклоткань

5-пенобетон

6-штукатурка

Потолоч ные перекрытия. Главным эл-том явл. Железобетонные плиты, толщ. 150-200мм

1-железобетон

2-теплоизоляционный материал

3-кровельный материал

4-стеклоткань

Стены и потолочн. перекрытия сборно-разборных камер собирают из панелей которые состоят из 2ух гофрированных или оребренных металлич. листов с промежуточным слоем теплоизоляционного мат-ла. Загрузочно-разгрузочные двери. Требования6 стабильность форм, лёгкость и надёжность запирания. В зав-сти от материала есть двери деревянные (не герметичны) и металлические(долго служат, герметичны). По конструкции очень распространены двери: створные или петлевые. Створные двери оснащены механизмом прижима дверного полотна, а т.ж. уплотнительными прокладками из термостойкой резины или асбестового жгута. Кроме петлевых и створных дверей в современных сушильных камерах применяют сдвижные щитовые(щит полнлостью перекрывает дверной проём) и подъемно щитовые двери(полотно перемещ. по вертик направяющим) Редко бывают подъемно шторные двери. Они имеют дверное полотно, сост из набора щитов, которые шарнирно связаны друг с другом.

Формирование сушильных штабелей. Оборудование для формирования сушильных штабелей. Расчет вместимости штабеля.

При форм-нии штабеля п/м могут укладываться 2 спосабами: 1) сплошными рядами без промежутков м/у досками и 2) с оставлением м/у кромками досок промежутков (шпаций).

При камерной сушке п/м испол. штабеля 2 типов: пакетный (формир-ся при помощи ПТМ из неск. пакетов, предварительно уложенных на пакетоформир-й машине или вручную) и цельный штабель (полностью формир. на пакетоформир-й машине или вручную).

При формировании пакетных штабелей п/м предварительно укладывают в пакеты высотой 1,3-1,5м. Организация формировочной площадки:

1-плотный пакет п/м; 2-контейнеры с прокладками; 3-формируемый пакет; 4-рабочие.

При формировании цельных штабелей наиб. трудность вызывает укладка верхних рядов, когда п/м приходится поднимать на высоту около 3м. Облегчает эту операцию укладка верхней половины штабеля с эстакады- платформа, высотой=1,5м. над уровнем земли. Очень распростр. устр-вом явл. также вертик-й подъемник (лифт). При помощи пульта платформа лифта опускается ниже и рабочие работают на удобной высоте. Их произ-сть увелич. в 1,5-2 раза. Для формирования штабелей и пакетов могут быть использованы спец. штабеле- и пакетоформирующие машины (ПМФ-10).

Правила формирования сушильных штабелей

Штабель формируется из одной породы и толщины.

Под штабельное основание должно быть прочным, жёстким, а верх его - горизонтальным. Длина основания должна равняться длине штабеля. В качестве под штабельного основания рекомендуется использовать под штабельные тележки.

Не допускается работа камеры при неполном количестве штабелей.

Недогрузка штабеля по высоте также недопустима, так как за счёт больших утечек сушильного агента над штабелем резко снижается скорость циркуляции в самом штабеле. Всё это приводит к увеличению срока сушки и к неравномерности просыхания пиломатериала.

В зависимости от характера циркуляции агента сушки через штабель пиломатериалы укладывают:

· с промежутками (шпациями) между досками для камер с горизонтальной циркуляцией вдоль штабеля и с вертикальной, в том числе естественной циркуляцией;

· сплошными рядами без промежутков (шпаций) между досками для камер с поперечной циркуляцией через штабель.

Не обрезные доски укладывают комлями в разные стороны. Если доски имеют разную ширину, то узкие укладывают в середину, а широкие - по краям пакета или штабеля. Если по ширине пакета или штабеля целое количество досок не размещается, то зазор оставляют в середине.

В штабелях или пакетах со шпациями общая ширина шпаций должна составлять при укладке обрезных досок - 35%, не обрезных - 57% от ширины штабеля. Шпации должны быть распределены равномерно по ширине штабеля. Допускается укладка в один пакет или штабель пиломатериалов, различных по длине, в разбежку. При этом длинные доски укладывают по краям пакета или штабеля, короче - в середине. Стыкуемые пиломатериалы располагаются не менее чем на двух прокладках, при этом внешние торцы выравнивают по торцам пакета или штабеля. Горизонтальные ряды пиломатериалов в пакетах и штабелях должны разделяться междурядовыми прокладками, а пакеты по высоте штабеля - межпакетными.

Для контрольных образцов в пакетах или штабелях оставляют свободные места. Контрольный образец должен располагаться не менее чем на двух прокладках.

Межрядовые прокладки выполн. функции:

1. Образ. щелевые зазоры, для передвижения через штаель суш. агента;

2. Сжимают доски массой, лежащего в штабеле выше материала и предотвращают тем самым коробление досок при сушке;

3. Скрепляют большое количество досок в транспортную единицу (штабель или пакет), удобную для передвижения и для проведения сушки. Прокладки д/б прочными, им/одинаковые р-ры по толщ., а также в усл. переменной t-ры и вл-ти им/стабильные р-ры и св-ва. Рекомендованная толщина прокладок 20-40мм. Кол-во межпакетных прокладок (75×75 мм, 100×100мм) по длине д/б = кол-ву межрядовых прокладок, кот д/располаг. строго др. над др. Максим сдвиг прокладки в направл. дины доски не до/превышать половины ширины прокладки. Прокладки торцовые д/быть уложены заподлицо с торцами штабеля. Удаление от торца не д/превышать 25 мм.

Способы транспортировки сушильных штабелей

Транспортировка сушильных штабелей с одного рельсового пути на другой, загрузка и разгрузка камер в сушильных цехах осуществляются с помощью траверсной тележки. Траверсная тележка движется вдоль фронта сушильных камер по трех- или четырехниточному рельсовому пути, уложенному в углублении, называемом траверсной траншеей. Штабель на траверсную тележку закатывается по рельсовому пути, уложенному на ее платформе. Уровень рельсов этого пути должен соответствовать уровню рельсов камерных или складских путей. Промышленностью выпускаются электрифицированные траверсные тележки ЭТ2-6,5, оборудованные механизмом передвижения и грузовой тросовой лебедкой с блоками для перемещения штабелей. Грузоподъемность тележки 15 т, скорость движения 0,36 м/с, скорость тягового троса 0,13 м/с, суммарная мощность установленных электродвигателей (механизма перемещения и лебедки) 8,5 кВт. На предприятиях эксплуатируются и другие электрифицированные тележки (ЭТ-4,5; ЭТ-20; ЭТ-20-П), которые отличаются от рассмотренной конструктивным' оформлением и размерами. Некоторую особенность конструкции имеет тележка ЭТ-20-П, которая снабжена портальным подъемником, Подъемник, смонтированный на платформе тележки, служит для формирования штабеля из сушильных пакетов.

Техн-гия камерной сушки пм. Технологические и контрольные операции. Рациональность режимов сушки.

Камерная сушка состоит из ряда технол-ких и контрольных операций, кот. выполняются в опред-ой последов-ти. К технол-ким операциям относятся:

1) нач-ый прогрев (НП);

2) сушка по выбранному режиму;

3) промежут-ая влаготеплообработка (ПВТО);

4) конечная влаготеплообработка (КВТО);

5) кондиционирование;

6) охлаждение.

1) проводится после загрузки п/м в камеру с целью быстрого и равномерного их прогрева по всей толщине, при этом сушка п/м не допускается. В камере создается высокая темп. и высок. степень насыщен. воздуха (φ→1)

2) Ее цель – снижение влажности др-ны до требуемого уровня.Для ее проведения в камере устанавл. параметры суш. агента, заданные режимом сушки.Осущ-т контроль вл-ти др-ны. По мере уменш. вл-ти параметры суш. агента изменяют. Заканч. сушку после достиж. кон. вл-ти.

3), 4) ПВТО и КВТО проводят для устранения в др-не внутр. деформ. напряжений, кот. могут вызвать растрескивание и коробление п/м. ПВТО пров-ся в середине пр-са сушки, а КВТО-в конце после завершения пр-са сушки.Проводят эти операции так же, как и НП, т.е. др-ну выдерживают в среде с повышенной темпер-рой и степенью насыщенности.

5) проводят для выравнивания вл-ти др-ны по объему отдельных досок и штабеля в целом. Выполняют путем поддерж-ия в камере таких параметров обраб. среды, для кот. конечная вл-ть др-ны является равновесной. При этом недосушенная др-на подсыхает, а пересушенная– увлажняется. Кондиц.-необязательная операция.

6) проводится с целью охлаждения п/м перед выгрузкой до t-ры 30-40 оС.

Контрольные операции – это периодическое измерение парам-ров суш. агента и высушиваемого мат-ла. К ним относятся:1)контроль за t и Wотн суш. агента (выполн-ся постоянно);2)контроль за текущей W высушиваемых п/м;3)контроль за внутр. напряжениями в др-не. Вып-ют 3 раза за цикл сушки: в середине пр-са сушки, перед КВТО, после КВТО.

Режим камерной сушки п/м – расписание сост. суш. агента, вступающего в контакт с матер.,кот. устанавлив. изменение его параметров во времени или в зависим. от вл-ти др-ны.. Состояние суш. агента принято характ-вать след. параметрами:

1.темпер-ра (t, оС),

2.психрометрическая разность (∆t, ^оС),

3.степень насыщенности (φ, % или доли единиц).

От t оч. сильно зависит влагопроводн. др-ны. Чем ↑ t, тем ↑ к-т влагопроводн.

Кроме указ. парам. на пр-с сушки большое влияние оказыв. скорость движ. суш. агента (скор. циркуляции).

Режимы др-ны д. б. рациональн. Рацион. режим должен обеспечить выполнение 2-х условий:

- минимальная продолж-ть пр-са сушки;

- получение качества высуш-ого мат-ла, соответствующего его назначению.

Рацион-ми режимами следует считать такие режимы, у кот. t сушки повышается, а степень насыщенности уменьшается (т.к. при небольших значениях влажности древесины не произойдет уменьшения её прочности.)

Режимы высокотемпературной сушки п/м. Режимы сушки в противоточных камерах непрерывного действия (КНД)

Высокотемпературные двухэтапные режимы применяют для сушки пиломатериалов хвойных и некоторых мягких лиственных пород. В зависимости от влажности древесины процесс сушки по жесткости разделен на два этапа. Переход от первого этапа ко второму осуществляется при влажности древесины 20—22%. Допускается снижение температуры мокрого термометра (tM) m 97—99° С, при этом должна сохраняться заданная психрометрическая разность (tc—^м), т. е. на соответствующую величину снижается температура сухого термометра (tc).

Обязательное условие для выполнения этих режимов сушки — герметичность камер.

При применении высокотемпературных режимов и при сушке пи­ломатериалов твердых, лиственных пород проведение" конечной вла-готеплообработки обязательно независимо от норм требований к качеству в части напряжений.

Режимы высокотемпер. сушки больше 2 м/с. Высокотемпер. режим имеет двухступенч. структуру с одной переходной влаж. w=20,w=25; w=20,w=25. Стандартам предусмотрено 7 режимов. Выбор режима зависит от породы и толщины пилом-ла.Режимы сушки в камерах непрерывного действия задается состоянием суш. агента, В загрузочных и разгруз. концах камеры. При этом в разгруз. конце режимы сушки хар-ся 3 параметрами суш. агента(пароды, толщины, категории режима сушки) А в загрузочном конце хар-ся 1 параметром-психометрическая разность. Значение перечисленных параметров назнач. в зависимости от след. параметров: от категории реж. сушки, от конечной влаж. древ., от толщины пилом-ла, от начал. влаж. древ. При переходе на сушку других пил-ов в камере нужно потдерж. тот режим у которого значения психометрич. разности больше.

В камерах, где высушиваемый материал и суш. агент движутся навстречу друг другу, называются противоточными. Противоточные КНД предназначены гл. образом для массовой сушки п/м хв. пород др-ны до транспортной вл-ти (W=18-12%), иногда допуск-ся сушить мягкие хвойные породы до эксплуатац. вл-сти (W=10-12%).

Режимы сушки: состояние суш. агента в ПКНД изм-ся не ступенчато во времени, как в камерах периодич. действия, а непрерывно по длине камеры, при этом в каждой точке сушильного пространства состояние суш. агента остается пост. во времени. Учитывая эту особенность режимы сушки в противоточных камерах задают парметры суш. агента в загрузочном и разгрузочном концах камеры. При этом в разгр. конце задается t₁, Δt₁ и φ₁, а в загр.-только один параметр, обычно это психром. разн. Δt₂. Температура смоченного термометра по длине сушильной камеры не изменяется. Недостаток – невысокое качество.

Выбор режимов сушки производится в зависимости от следующих факторов:

1) Конечного рез-та, который нужно получить (принимают М, Н или Ф режимы)

2) Конечной влажности (18-22% или 10-12%)

3) От толщины п/м (16-75 мм)

4) От начальной влажности п/м (< или >50%)

Исходя из перечисленных факторов и на основании ГОСТ 18867-84 «Пиломатериалы хвойных пород. Режимы сушки в противоточных камерах непрерывного действия», выбираются основные параметры сушильного агента в разгрузочном конце камеры – температура, психрометрическая влажность и степень насыщенности. (t, Δt и φ). Для изменения психрометрической разности в загрузочном конце камеры, нужно регулировать скорость циркуляции сушильного агента.

Для справки:

М – мягкий режим сушки, обеспечивающий бездефектную сушку п/м при полном сохранении природных физико-механических свойств древесины, в том числе ее прочности и цвета, а также состояния в ней смолы;

Н – нормальный режим сушки, обеспечивающий бездефектную сушку пиломатериалов при сохранении прочности древесины, но с возможным незначительным изменением ее цвета;

Ф – форсированный режим, обеспечивающий сушку п/м при сохранении прочности на изгиб, растяжение и сжатие, но некоторое (до 20%) снижение прочности на скалывание и сопротивление раскалыванию с возможным потемнением древесины.

Контроль вл-ти в др-не при сушке. Способы определ. вл-ти.

Целями являются:

1. Определение начальной и конечной влажности древесины

2. Определение текущей влажности во время сушки

Для определения влажности древесины используют прямые и косвенные способы

Прямые спос. основаны на определ. массы воды, присутствующей в др-не (Весовой способ)

Косвенный способ основан на измерении каких-либо параметров, зависящих от её вл-ти (электропроводность, эл. сопротивление, диэлектрическая проницаемость, усушка).

Для осуществления контроля за текущей влажностью используют другой вариант весового способа, который называется метод контрольных образцов

Контрольный образец взвешивают и получают значение его нач. массы М_н, потом его помещают в штабель.

где М_о-масса абсолютно сухого образца

В период сушки из штабеля извлекается контрольный образец. Его взвешивают, получая значение текущей массы и снова возвращают в штабель на сушку. Текущую влажность контрольного образца рассчитывают по формуле:

.

В последнее время особенно широкое применение получил косвенный способ измерения влажности, основанный на измерении эл. свойств древесины – влагомеры.

Дата добавления: 2015-08-31