Математична модель другого періоду процесу сушіння кварцового піску з водно-спиртового розчину у щільному шарі Текст научной статьи по специальности «Математика»

Науковий вкиик НЛТУ УкраТни. - 2010. - Вип. 20.4

3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ

УДК 66.047 Проф. Я.М. Ханик, д-р техн. наук; доц. Т.А. Прийма,

канд. техн. наук - НУ '^beiecbrn полтехшка"; доц. А.М. Прийма, канд. техн. наук - Дрогобицький ДПУ; доц. О.В. Статславчук,

канд. техн. наук - Львiвський ДУБЖД

МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ДРУГОГО ПЕР1ОДУ ПРОЦЕСУ СУШ1ННЯ КВАРЦОВОГО П1СКУ З ВОДНО-СПИРТОВОГО РОЗЧИНУ У Щ1ЛЬНОМУ ШАР1

Представлено математичну модель другого перюду процесу сушшня кварцового nicKy, як еталону, з водно-спиртового розчину на основi кiнетичних залежностей. Зне-воднення здшснювали методом фiльтрацiйного cyшiння у щшьному шарi. У межах доcлiджyваних параметрiв процесу cyшiння кварцового пicкy i геометричних парамет-рiв шару визначено тривалють другого перiодy процесу сушшня, критичну вологють, вiдноcний коефiцieнт сушшня. Вiрогiднicть отриманих резyльтатiв пiдтверджyeтьcя малими значеннями розбiжноcтей мiж результатами теоретичного аналiзy та експери-ментальних дослщжень, якi дають змогу аналiзyвати та прогнозувати процес.

Одшею з л1м1тних стадш багатьох технолопчних процеЫв е сушшня, котре характеризуеться довготривал1стю та значними енерговитратами. Од-нак проблема посилюеться, коли волопсть визначаеться не тшьки вмютом води, а ще й наявшстю спирту, як описано у роботах [1, 2, 5].

Визначальним завданням технологи сушшня е керування технолопч-ним процесом, що узгоджуеться з властивостями об'екпв сушшня та мехашз-мом перенесення вологи в них i дае змогу отримувати матер1али та продукти надежно! якост 1з заданими характеристиками. Щкавим для дослщжень е метод сушшня у щшьному шар1, коли теплоносш рухаеться кр1зь шар матер1алу у напрямку "поверхня матер1алу ^ перфорована перегородка " тд д1ею перепаду тиску.

Метою роботи було вивчення впливу висоти шару кварцового шску з початковою волопстю 10 % та концентрацп спирту у водно-спиртовому роз-чиш: 0, 10, 20, 40, 60, 100 % на кшетику сушшня у щшьному шарь

Попередньо ми розглянули особливост переб1гу першого перюду цього процесу зневоднення [6], котрий закшчуеться за досягнення критичного значення вологовмюту WKp. Другий перюд зневоднення тривае вщ WKp до наближення вологост матер1алу до р1вноважно! Wp. Критичну волопсть, три-валють першого перюду та коефщ1ент сушшня К ми визначали граф1чно-ана-лггичним методом, який запропонував А.В. Ликов [4] (рис. 1).

Для узагальнення кшетики сушшня кварцового шску з водно-спиртового розчину у нерухомому шар1 у другому перюд1, застосовано р1вняння криво! швидкост сушшня

= K .(W - Wp), (1)

де: dW /dr - змша вологост в 4aci (швидкiсть процесу сушшня), %; W - по-точна волопсть матерiалу, %; Wp - рiвноважне значення вологостi матерь алу, %; К - коефщент сушшня, 1/с, який визначають за формулою K = х-N (х - вщносний коефщент сушiння, 1/%) або гpaфiчно; N - швидюсть процесу сушiння у першому умовному пepiодi, %/с.

Рiвняння (1) можна представити в штегральнш формг

W - WP = e-K(T-Tkp)

Wkp - Wp

Логарифмуючи piвняння (2), отримаемо:

lg

W - W,

p _

Wkp - Wp

= - K -(T-Tp).

Коeфiцiент К визначаемо за тангенсом кута нахилу прямо!

W - Wp

lg W Wp = fT-Ткр), lg(W - Wp) = f (t).

Wkp - Wp

(2)

(3)

(4)

0 50 100 150 200 250

Рис. 1. Кшетика сушшня кварцового теку за висоти шару Mamepirny 0,03 м та рЬних концентрацш водно-спиртового розчину

За отриманими коефщентами К гpaфiчно визначаемо вщносний коефь щент сушшня х для зневоднення кварцового шску методом фiльтpaцi! тепло-ноЫя кpiзь перфорований шар, який дае змогу отримати оптимальний час та параметри зневоднення дослiджувaного мaтepiaлу. Залежшсть коeфiцiентa су-шiння К вщ швидкостi сушiння у першому пepiодi N показано на рис. 2.

Коефщент х Доpiвнюе тангенсу кута нахилу прямо! К=ДN), х =0,004, 1/%. Тод^ опираючись на piвняння (2), виводимо зaлeжностi для розрахунку поточно! вологост кварцового пiску в дослщжуваному дiaпaзонi змiни пара-мeтpiв процесу сушiння у другому перюдг

80

Збiрник науково-технiчних праць

Науковий iticiiiik- НЛТУ УкраТни. - 2010. - Вип. 20.4

W = (WKp - Wp) • е"0'004-N<т-т«р) + Wp.

(4)

Оскшьки ткр = (W0 - WKp) / N, то, píbmhm (4) можна записати у виглядi

W = (Wp - Wp )е

-0,004-N-I т-

W0 -Wp

N

+ W

p

(5)

Пiдставляючи у рiвняння (5) ус визначенi величини, розраховуемо те-оретичнi значення вологостi кварцового шску Жтеор, % для першого i другого перiодiв. Зiставлення значень вологост матерiалу, розрахованих теоретично i визначених практично, представлено на рис. 3. Результати узагальнюються

прямою л1шею, а вщносна похибка не перевищуе 22 %.

сюю

Ü008

0006

(1004

Q0G2

QOOO

К, 1/с

i к

N,%/c

1.00

Q80

0.60

0.40

озп

0.00

t

Wpo-3.,% ♦ * ► ►

у Р» * •

7 Л

WcKCH.,%

00

05 10 15 20 25 ООО 020 040 060 080 1-00 Рис. 2. Залежтсть коеф^ента К eid Рис. 3. Кореляцшна залежшсть вологостi швидкост1 сушшня N кварцового теку у нерухомому шарi

Тривалють процесу сушшня у другому перiодi визначають за píbmh-

ням (5)

Т2 =■

1

• ln

W - Wp

vwkp -wp j

0,004- N

Отже, тривалiсть сушшня кварцового теку вщ водно-спиртового роз-чину методом фшьтрацп теплоносiя через шар матерiалу залежить вiд кон-центрацп спирту в розчинi та висоти шару матерiалу.

Висновок. На основi узагальнення кiнетики сушiння кварцового шску з водно-спиртового розчину у шдльному шарi методом фшьтрацп теплоноЫя через шар матерiалу в напрямку поверхня матерiалу ^ перфорована перегородка ми отримали кiнетичнi рiвняння, котрi в межах дослiджуваних пара-метрiв процесу i геометричних параметрiв шару дають змогу визначити три-валiсть другого перiоду процесу сушшня, критичну волопсть, вiдносний ко-ефщент сушiння х • Вiрогiднiсть отриманих результатiв пiдтверджуеться ма-лими значеннями розбiжностей мiж результатами теоретичного аналiзу та ек-спериментальних дослiджень.

Лггература

1. Прийма Т.А. Сушшня дисперсних матер1ашв вщ двокомпонентного розчинника / Т.А. Прийма, В.1. Троцький, Я.М. Ханик. - Льв1в : Вид-во "Свгг", 2009. - 326 с.

2. Мергель С.С. Улучшение мистических характеристик древесины экстрагированием : дисс. ... канд. техн. наук / УГЛУ, Львов, 1994. - 20 с.

3. Гузьова 1.О. ^тенсифшащя фшьтрацшного сушшня сипких зернистих матерiалiв / i.O. Гузьова, Я.М. Ханик, В.М. Атаманюк // Хiмiчна промисловiсть Украши, Кшв. - 2001. -№ 4. - С. 17-19.

4. Лыков А.В. Теория сушки. - М. : Изд-во "Энергия", 1968. - 472 с.

5. Циркина А.Л. Исследование кинетики сушки тканей, пропитанных водно-спиртовым раствором / А. Л. Циркина, О.М. Лифенцев // Совершенствование технологий отделочного производства хлопчатобумажных тканей. - М., 1983. - 30-34.

6. Прийма Т. Математична модель першого перюду процесу сушшня кварцового шску з водно-спиртового розчину у щшьному шарi / Т. Прийма, О. Сташславчук, А. Прийма, Я. Ханик // Техшчш вют! - Львiв, 2009. - 1(29), 2(30). - С. 92-94.

Ханык Я.М., Прыйма Т.А., Прыйма А.М., Станиславчук О.В. Математическая модель второго периода процесса сушки кварцевого песка из водно-спиртового раствора в плотном слое

Представлена математическая модель второго периода процесса сушки кварцевого песка, как эталона из водно-спиртового раствора на основе кинетических зависимостей. Обезвоживание проводилось методом фильтрационной сушки в плотном слое. В пределах исследуемых параметров процесса сушки кварцевого песка и геометрических параметров слоя определенно длительность второго периода процесса сушки, критическую влажность, относительный коэффициент усушки. Достоверность полученных результатов подтверждается малыми значениями разногласий между результатами теоретического анализа и экспериментальных исследований, которые дают возможность анализировать и прогнозировать процесс.

Khanyk Ya.M., Pryima T.A., Pryima A.M., Stanislavchuk O.V. The mathematical model of the second period of the process of drying quarts sands from water-spirits in the dense of layer

The mathematical model of dispersive of quarts sands from water-spirits in the dense of layer drying was developed on the basis of kinetic dependences. The dehydration was carry out of the method of drying of the dense bed. Within the limits of the probed parameters of process of drying of quartz sand and geometrical parameters of layer certainly duration of the second period of process of drying, critical humidity, relative coefficient of drying. Got results validified the small values of disagreements between the results of theoretical analysis and experimental researches, which enable to analyse and forecast a process.

УДК 674.047 Доц. Й.В. Андрашек, канд. техн. наук;

магктрант Р.Б. Щупатвський - НЛТУ Украти, м. Львiв

ЕНЕРГЕТИЧНА СТРАТЕГ1Я НА ДЕРЕВООБРОБНОМУ

шдпрпемств1

Розглянуто питання формування енергетично'1 стратеги деревообробного тд-приемства як складово'1 частини системи енергетичного менеджменту. Визначено и роль i мюце в загальнш стратеги дiяльностi тдприемства, охарактеризовано основш етапи розроблення енергоощадносп та енергетичного менеджменту.

Стушнь розвитку економжи та, вщповщно, р1вень життя населения будь-яко! краши безпосередньо пов'язаш з кшьюстю енерги, що спожи-ваеться. Якщо донедавна головним чинником розвитку економжи було збшь-шення споживання матер1альних { енергетичних ресурЫв, то найактуальш-шим питанням сьогодення е шдвищення ефективност !х використання. Тому, на сучасному еташ розвитку господарства, економ1я паливно-енергетич-

82

Збiрник науково-техшчних праць