Сушилка керамического кирпича

Зміст

1. Вступ 5
2. Процеси, які відбуваються в матеріалі при термічній обробці 7
3. Принцип дії та будова агрегату 9
4. Розрахунок горіння палива 13
5. Параметричний розрахунок 19

 

1. Визначення продуктивності сушарки на годину 20
2. Розрахунок початкових параметрів сушильного агента 21
3. Розрахунок дійсного процесу сушки 23

 

6. Тепловий баланс сушарки 31
7. Висновок 32
8. Список використаної літератури 33
9. Додатки 34

 

Вступ

Керамікою (від грецької «керамос» - глина) називають вироби та матеріали, вироблені спіканням глини та її суміші з мінеральними добавками, а також оксидів та інших неорганічних з'єднань.

Першим прикладом застосування кераміки в якості будівельного матеріалу були глинобитні житла (у 4-3 тисячоліттях до н.е.).

Пізніше керамічний стіновий матеріал почали виготовляти у вигляді каміння правильної форми - цегли. Цегла являє собою найдавніший штучний стіновий матеріал.

Для прикрашення будівель у Єгипті та Ірані використовували глазуровану цеглу. Особливого рівня розвитку досягло виробництво цегли у Древній Греції, Римі та Візантії.

У 16 ст. з'явилися перші заводи по виробництву цегли та перші зразки стандартної цегли. До 19 ст. техніка виробництва залишалася примітивною та трудомісткою. Так як формували цеглу вручну, сушили тільки влітку, випалювали в напільних пічках-времянках, викладених з висушеної цегли.

 

У середині 19 ст. винайшли сушарку і тим самим відбувся переворот у техніці виробництва цегли.

Сушкою називається процес видалення вологи з виробів шляхом випаровування. Цеглу-сирець, виготовлену способом пластичного формування, що містить значну кількість вологи, має деформуємість ш недостатню міцність для укладки в пакети, на пічні вагонетки, або безпосередньо на в кільцеву піч на випал. Щоб надати напівфабрикату достатню механічну міцність і підготувати до випалу, його необхідно висушити.

Для кожного матеріалу та виробу встановлюють визначений режим сушки. Сушіння цегли-сирцю здійснюють тільки конвективним методом, при якому волога випаровується внаслідок теплового обміну між виробом і теплоносієм, яким виступає гаряче повітря або димові гази, отримані як продукт згоряння палива. Ці теплоносії являють собою вологопоглиначі, так як передають цеглі тепло і вбирають вологу, що випаровується.

 

2. Процеси, які відбуваються в матеріалі при термічній обробці

Процес   сушіння   характеризується   такими   факторами,   як   швидкість переміщення вологи всередині матеріалу, швидкістю вологовіддачі з поверхні матеріалу в оточуюче середовище та усадковими напругами, що обумовлені нерівномірним розподіленням вологи всередині матеріалу. Процес сушіння поділяємо умовно на три періоди:

Період підігріву, на цьому етапі матеріал нагрівається від початкової температури до температури оточуючого насиченого повітря, що є рівною температурі вологого термометра.

Період постійної швидкості сушіння. Він характеризується постійною швидкістю сушіння, яка дорівнює швидкості випаровування вологи з відкритої поверхні рідини.

Період падаючої швидкості сушіння. На цьому етапі зменшується вологість матеріалу і швидкість випаровування неперервно сповільнюється.

Процес випаровування та видалення вологи в поверхні виробу називають зовнішньою дифузією.

Швидкість  зовнішньої дифузії залежить  від  параметрів  теплоносія температури та вологості, а також від швидкості його руху відносно висушуваного виробу

Здатність теплоносія поглинати ту чи іншу кількість вологи залежить від його відносної вологості (кількості вологи, що у ньому міститься). Чим менше відносна вологість теплоносія, тим більша кількість вологи у вигляді пари поглинається. У результаті випаровування вологи з поверхні виробу волога з його глибинних шарів переміщується на поверхню, цей процес називають внутрішньою дифузією.

Якщо у результаті швидкого випаровування вологи з поверхні цегли-сирцю різниця її кількості на поверхні та всередині буде перевищувати допустиму межу, то цегла-сирець почне розтріскуватись. Цю межу називають критичним перепадом вологовмісту, або критичним градієнтом вологості. Швидкість внутрішньої дифузії залежить від волого проникності цегли та градієнту вологості або проникаючого вологовмісту. Внутрішня дифузія протікає повільно у порівнянні з зовнішньою. Найкращі умови сушіння виникають при досягненні однакової швидкості внутрішньої та зовнішньої дифузії. Сушіння може відбуватись тільки при умові підводу тепла, необхідного для випаровування вологи та при наявності різниці тисків

водяної пари на поверхні випаровування та водяної пари теплоносія. Чим більше ця різниця, тим більша швидкість випаровування.

Теплоносій поглинає вологу з цегли-сирцю до того моменту, поки парціальний тиск пари на поверхні випаровування не зрівняється з тиском пари теплоносія. Парціальні тиски - це тиски парів в загальній суміші газів навколишнього середовища і теплоносія. Насиченість пари теплоносія не повинна перевищувати визначеної межі. Додання до насиченого теплоносія деякої кількості пари викликає конденсацію його на поверхні виробу у вигляді крапель води. Ступінь насичення повітря характеризується його відносною вологістю. Швидкістю сушіння називають кількість води, яка видаляється з одиниці площі поверхні виробу в одиницю часу.

 

 

3. Принцип дії та будова тунельної сушарки

Для сушки цегли-сирцю та керамічних виробів широко використовують проти точні тунельні сушарки. їх відносять до сушарок безперервної дії.

 

 

 

 

Протиточна тунельна сушарка

1-камера, 2- вузькоколійний шлях, 3-канали, 4-6 - заслонки, 5 - двері.

Конструкція проти точних тунельних сушарок. Тунель проти точної сушарки являє собою камеру довжиною 30-36 метрів, висотою 1,4-1,7 метри, та шириною 1,15-1,40 метрів. У тунелі розташований вузькоколійний рельсовий шлях (2) для руху вагонеток з цеглою-сирцем. На кінцях тунелів зроблені одно-двостворчаті двері (5). Також використовують нахилені двері. Що механічно відчиняються вгору. У сушарці з зосередженим нижнім підводом теплоносія гаряче повітря надходить з підводячого приточного каналу (3) при відкритому положенні заслонки (4) та відводиться з протилежного боку при відкритій заслонці (6) у відвідний канал (7), що веде до витягуючого вентилятора.

Тунелі об'єднують у блоки по 10-20 штук. У кожному блоці встановлені нагнітаючі та відводячі вентилятори. Вздовж фронта тунелей на їх вивантажувальних та завантажувальних сторонах розміщені приточні та витяжні канали постійного або змінного січення. Окрім основних каналів для підводу та відводу теплоносія у проти точних тунельних сушарках іноді роблять канали для подачі у визначену зону тунелю або в змішувальну камеру ре циркулюючого відпрацьованого теплоносія.

 

 

За схемою, вказаною на малюнку тунельні камери об'єднані у два блоки 1 та 2. кожен блок має витяжний канал 3, витяжний вентилятор 4, приточний канал 6, приточний вентилятор 7, змішувальну камеру 8. при рециркуляції блоки камер з'єднані з каналом 5, через який у них потрапляє відпрацьований теплоносій.

 

1- тунель, 2 - вагонетки, 3- підвод гарячого повітря, 4 - відвід теплоносія, 5 -витяжний вентилятор, 6 - викид в атмосферу, 7 - вентилятор для рециркуляції теплоносія, 8 - місця підводу ре циркулюючого теплоносія.

На малюнку показана схема рециркуляції в проти точній сушарці з перемінним режимом сушки по довжині тунелю з розділенням зон усадки та досушки. В найбільш відповідальну зону сушки, де можлива усадка матеріалу, підводять зверху ре циркулюючий теплоносій з високою вологістю. Утворюючи суміш з основним теплоносієм, що поступає в цю зону він створює умови для безпечно допустимої швидкості сушки.

В залежності від чутливості виробів до сушки та до критичної їх вологості, зону з рециркулюючим теплоносієм збільшують на 1/3-1/2 довжини тунелю. Відносна вологість теплоносія в самому початку зони усадки підтримується на рівні 85-90%, а в кінці зони усадки 70-75% при температурі на виході до 30-45°С.

В зоні досушки встановлюють режим з високою інтенсивністю сушки шляхом підвищення температури теплоносія на виході в тунель до 110-140 °С. середні

швидкості агента сушки в січенні тунелю підвищуються, особливо в зоні усадки, що потребує збільшення потужності вентиляторів. Тунельні сушарки завантажують і вивантажують шляхом зштовхування вагонеток зі свіжо відпресованою цеглою-сирцем при переміщенні всього поїзду вагонеток і виштовхування вагонеток з висушеною цеглою-сирцем з протилежного кінця тунелю.

Особливості сушки в тунельних сушарках. Тунельні сушарки відрізняються від камерних рядом переваг. Сушка в них йде при встановленому режимі, без регулювання і створюються більш сприятливі умови для сушки -свіжовідпрацьована цегла-сирець потрапляє в середовище вологого з невеликою температурою теплоносія. По мірі висихання цегли-сирцю і наближення вагонеток до вивантажувального кінця цеглу-сирець зустрічає теплоносій з більш високою температурою і менш насичений вологою, що знижує нерівномірність сушки. Строки сушки в тунельних сушарках менше. Проте це досягається лише при умові правильного підбору температури, вологості, швидкості та кількості теплоносія, а також найбільш раціональної укладки висушуваних виробів на вагонетках.

В тунельних сушарках цеглу сушать за 12-50 годин    при температурі теплоносія 50-80 °С та більше, температурі відпрацьованого теплоносія 25-40 С та витраті теплоносія на один тунель 3000-10000 м3/год. В проти точних сушарках причинами нерівномірної сушки виробів на поперечному перерізі тунелей є наступне:

 

Наявність у поперечному перерізі тунелей просторів, не заповнених цеглою, тобто підваго неточного, пристінового та підстелевого неоднакова температура теплоносія по висоті тунелю - зверху більш висока, а знизу -нижча.

Між вагонетками виникають незаповнені цеглою простори, які є причиною їх нерівномірної сушки по довжині вагонетки.

 

На верхніх рамах цегла висихає скоріше, а на нижніх повільніше. Цегла, розташована в кінці вагонетки (за напрямом руху теплоносія) висихає гірше, ніж та. Що розташована на початку вагонетки. Посередині поперечного перерізу вагонетки цегла висушується повільніше і гірше, ніж та цегла, що розташована по периметру.

Для вирівнювання ступеню висушування при ручній кладці на нижні полки частіше встановлюють вироби з більшими просторами між ними, ніж на верхніх. При механізованій укладці виробів на сушильні вагонетки цей спосіб непридатний. Для підвищення рівномірності сушки по перерізу тунелю використовують великі об'єми теплоносія зі зниженою температурою та більш високою вологістю. Але при таких заходах спостерігається розшарування теплоносія. На багатьох цегляних заводах розповсюджена система турбулізації потоку теплоносія всередині тунельної сушарки.

З метою інтенсифікації процесу сушки на кінцевій стадії, що відповідає закінченню усадки виробів, проти точну сушарку переводять на двохзонну противоточно-проямоточну. В такому випадку в сушильному тунелі теплоносій розподіляється на дві зони - зону усадки та зону досушки цегли. Відпрацьований теплоносій після зони досушки повністю рециркулюється в змішувальну камеру, а після зони усадки частково викидається в атмосферу. Така схема дозволяє встановлювати потрібні параметри теплоносія як в зонах усадки, так і у зонах досушки цегли.

 

Тепловий баланс сушарки

Прихід тепла

Потрібну кількість тепла, яке необхідно внести з повітрям відбираємо з зони охолодження печі, враховуючи нагрів його від 29 до 110 градусів дорівнює розрахунку Q = 420897,5 кДж/год, питомі витрати становлять yw = 7908,5 кДж/кг

Приход тепла	кДж/год	Расход тепла	кДж/год
Расход тепла на сушку	420897,5	Нагрев материала	40825,5
		Нагрев транспорта	20941,97
		Потери в окр. среду	72172,99
		Потери нагрева на испарение	234563,9
		Тепло, вых с отр. Воздухом	32003,49
	420897,5		400507,9

 

Незв’язаність балансу

 

Висновок

В курсовому проекті ми застосували тунельну сушарку для сушіння цегли.

З параметричного розрахунку визначили годинну продуктивність сушарки

Р = 125 шт год

Визначили довжину тунеля яка складає L = 32,9 м

Ширину тунеля = 8,06 м

Кількість вагонеток у сушарці – 19 шт

Параметри сушильного агента

tn = 110oC

In = 140 кДж / кг сух. пов.

dn = dk = 13,84 г/кг сух. пов.

Розрахували витрати тепла на сушку Q = 420897,5

Питомі витрати становлять yw = 7908,5 кДж/кг

А також побудували процес сушки у i – d діаграмі.