CC BY
11
т е п л о э н е р г е т и к а
УДК 539.3:666.3/7
О ДИНАМИКЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ ПЛОСКИХ ОБРАЗЦОВ
ФОРМОВОЧНЫХ МАСС В НАЧАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ СУШКИ
Докт. техн. наук, проф. ОСИПОВ С. Н., ИВАНОВСКИЙ И. К.
Белорусский национальный технический университет, РУП «Минский завод строительных материалов»
Проблема повышения качества изделий строительной керамики пластического формования и уменьшения брака в результате сушки всегда интересовала производственников. Массовое (107...108 шт. в год) производство этих изделий на крупных заводах заставляет бороться за каждый процент уменьшения брака.
По мнению ведущих исследователей [1, 2], процессы поверхностного трещинообразования и коробления, по которым производится отбраковка изделий на заводах, происходят в начале сушки в течение промежутка времени, соответствующего массообменному критерию Фурье Fom < 0,2.0,5, что для полнотелого кирпича составляет несколько часов. В это время заканчивается период прогрева (начальный период сушки) и стабилизируется поле температур, а распределение влажности в поперечном сечении формовочной массы принимает форму квадратичной параболы с постоянным перепадом влажности между поверхностными и центральными слоями АЦп.
Как показали исследования [3], при конвективной сушке (температура воздуха 4 = 46 °С, относительная влажность ф « 80 %, скорость воздуха v « 1,0 м/с) стандартного полнотелого кирпича влияние термоградиентного влагопереноса на распределение влажности заканчивается через 2.3 ч, когда начинается 1-й период сушки.
При радиационной и комбинированной радиационно-конвектив-ной сушке параболическое распределение влажности наступает через 240.480 мин. [4] и зачастую при влажности обратной (нейтральной) стороны образца (Цц) существенно меньше (на 3.5 %) начальной (Ц0), что связано с воздействием достаточно мощных (> 0,1 Вт/см2) тепловых потоков. В течение указанной продолжительности начального периода распределение влажностей в поперечном сечении образцов близко к экспоненциальной, что подтвердил корреляционный анализ. Так, при расстоянии поверхности И = 175 мм образца нижнекотельской глины от поверхности
излучателя с температурой ^ = 300 °С распределение влажности в начальном периоде сушки (рис. 1а) достаточно хорошо соответствует формально безразмерной (кг/кг или %) эмпирической зависимости
Ц = ио- АЦ = Ц - (ехр(ах) - 1), (1)
где их - влажность глинистой массы на расстоянии х от начала «активной» зоны; и0 - начальная формовочная влажность глинистой массы; АЦх - перепад влажности на расстоянии х от начала «активной» зоны сушки в каждый момент времени; а - коэффициент показателя экспоненты.
Для придания размерности выражению в скобках можно ввести размерный сомножитель, который имеет размерность Ц но равен 1. Кроме того, для удовлетворения начального условия при х = 0; АЦ = 0 и Ц = и0 введен (-1).
Как показывает корреляционная обработка экспериментальных точек на рис. 1а, коэффициент корреляции составляет около 0,9, а относительные коэффициенты вариации отклонений Кв.о « 0,016; 0,04 и 0,062, т. е. весьма малы и не выходят за пределы экспериментальных возможностей. При этом толщина «активной» зоны сушки Я% и а соответственно изменялись с начала сушки: Ят ~ 2; 3 и 4 см и а = 0,69; 0,59 и 0,53 см-1. Однако у нагреваемой поверхности вследствие аппроксимации расчетные значения Цп во всех случаях оказались несколько больше экспериментальных, что привело к некоторому занижению величин АЦ, которые являются определяющими при оценке чувствительности формовочных масс и глин к сушке. Поэтому в дальнейшем с некоторым (до 10 %) завышением объема усадки принято АЦп = ехр(аЛх) - 1, что позволяет по АЦп и Я% легко определить а.
а б
Рис. 1. Распределение влаги в поперечном сечении тонкой глиняной пластины в начальном периоде сушки: а - радиационная сушка при температуре поверхности излучателя Ги = = 300 оС и расстоянии от образца Н = 17,5 см [4]; б - расчетное распределение влажности в легкодеформируемой природной системе при граничных условиях 3-го рода [6]
Для кривых на рис. 1б ввиду построения их в относительных единицах подошла аппроксимационная кривая вида АЦ. = 1 - сехр(-ах), при использовании которой г « 0,97 и 0,91, а также Кв.о « 0,001 и 0,003, что исключительно мало. Однако с = 0,0093 и 0,0087 при а = 12,46 и 4,21.
* Понятие «активная» зона сушки по А. Ф. Чижскому [5].
Необходимо отметить, что аппроксимация экспериментальных кривых распределения влажности в начальном периоде сушки с помощью параболических кривых дает большие отклонения и показатели степени, явно отличающиеся от 2.
Как указывает З. А. Смолякова [7], выдвинутые к тому времени гипотезы Н. Н. Доброхотова и А. В. Лыкова, объясняющие появление трещин на поверхности подвергаемого сушке материала, были проверены в лабораторных условиях. Расчетные формулы Н. Н. Доброхотова и А. В. Лыкова получены из простейших схем теории упругости без учета связности напряжений и деформации во всей керамической массе при ее усадке в случае неравномерного обезвоживания при сушке. В формуле Н. Н. Доброхотова, предложенной для расчета предельного напряжения и основанной на предельной линейной деформации, использовался перепад влажности.
В формуле А. В. Лыкова, основанной на деформации сдвига, применен поверхностный градиент влажности, под которым З. А. Смолякова понимает перепад влажности между центром и поверхностью кирпича, отнесенным к единице длины.
Приведенные в [7] экспериментальные зависимости прочности нескольких глин, установленные на сдвиговом приборе, по форме аналогичны определенным конусом П. А. Ребиндера, но дают существенно меньшие значения предельных напряжений, так как измеряют только «чистый» сдвиг. Однако в образовании трещин участвуют различные напряжения в зависимости от свойств материала, и наиболее опасными в соответствии с теорией А. Г. Гриффитса являются растягивающие.
Хотя, по утверждению З. А. Смоляковой [7], значения критического градиента влажности, рассчитанные по формуле А. В. Лыкова, совпадают с опытными данными, в дальнейшем эта формула не получила практического подтверждения.
Использование условий трещинообразования в соответствии с моделью аналогичной термоупругости, при учете связности усадочных деформаций с напряжениями по всему «активному» объему формовочной массы позволяет использовать хорошо разработанный математический аппарат [8]. Однако при этом необходимо определить параметры формовочных масс, аналогичные напряжению и модулю при термоупругости.
Используемое выражение (1) несколько отличается от принятой ранее [9, 10] аппроксимационной формулы вследствие изменения направлений системы координат и пределов интегрирования (от 0 до Я). Поэтому новое аналитическое выражение для предельной величины усадочных напряжений на поверхности пластин несколько отличается от приведенного ранее [9, 10] и имеет приближенный вид
=
РЕДЦ
п
у ~2г>2,
а2Я2(1 -V)
13^-12 -2я?+1еазаяоя
(2)
где Р - удельный коэффициент усадки, 1/%; Е - модуль деформации, МПа; ДЦп = Ц0 - Цп - перепад влажности между поверхностью Цп и центральной
частью, принимаемой для начального периода равной начальной влажности ио, %; V - коэффициент Пуассона.
Как установлено в результате теоретических и экспериментальных исследований, в качестве предельной прочности глинистой массы пластического формования можно принять величину предельной пластической прочности Рт, определяемую с помощью конуса П. А. Ребиндера, если при этом в качестве модуля деформации Е использовать величину приведенного модуля быстрой и медленной эластических деформаций [11] Ет виде
Е - (3)
т Е1 + Е2
где Е1 - модуль быстрой эластической деформации, или условный модуль упругости, МПа; Е2 - модуль медленной эластической деформации, МПа.
Тогда критическая величина АЦп при возникновении условий поверхностного трещинообразования приближенно составит
АЦп.Кр =
Рт(1 -V)
РЕт
а2Я2
^12-а2^2 + 1!|-70^
(4)
Для глинистых масс пластического формования можно принять V ~ 0,45, и тогда
Р
Аи п.кр
РЕ„
(5)
где К - коэффициент, учитывающий силовые и прочностные особенности глинистых масс.
Как видно из (4), величина коэффициента К зависит от комплексного параметра аЛт и графически изображена кривыми 1 и 2 на рис. 2, где кривая 1 рассчитана по (4), а кривая 2 - по [9]. Различие между этими кривыми невелико (±10...15 %).
Рис. 2. Зависимость коэффициента учета деформации по сечению пластины на поверхностный перепад влажности: 1 - по формуле (4); 2 - по [9]
Комплексный параметр аЛт в свою очередь зависит от времени с начала сушки, а величина а - от Ят. Кроме того, из (1) следует, что аЛт = = 1п(Аип + 1) и, следовательно:
а - ^п^Ц!^ гоо
Лт
(6)
при неизвестной величине АЦп. Такая зависимость установлена в результате корреляционного анализа экспериментальных данных (табл. 1), заимствован-
ных у различных авторов [4.6] из кривых распределения влажностей и для нижнекотельской и спондиловой глин графически представлена на рис. 3, а для песка [4] - на рис. 4.
Таблица 1
Некоторые характеристики начального периода сушки спондиловой [5] и нижнекотельской глин, а также песка [4]
№ Глина Песок
Кх, см Аип, % х, мин а, см 1 айх Кх, см дип, % х, мин а, см 1 айх
1 0,3 5,0 1 6,0 1,8 1,2 2,0 15 0,9 1,1
2 0,4 7,0 2 5,2 2,1 1,3 2,0 20 0,85 1,1
3 0,5 8,0 3 4,4 2,2 1,5 5,0 15 1,2 1,8
4 0,8 10,0 19 3,0 2,4 1,5 5,0 15 1,2 1,8
5 1,0 11,0 30 2,5 2,5 2,0 3,0 15 0,7 1,4
6 1,5 8,0 60 1,5 2,2 2,0 2,0 15 0,55 1,1
7 3,25 11,0 120 0,76 2,5 2,0 3,0 40 0,7 1,4
8 3,5 9,0 80 0,66 2,3 2,3 5,0 15 0,8 1,8
9 0,6 4,0 15 2,7 1,6 2,5 2,5 20 0,5 1,25
10 0,7 12,0 15 3,65 26 2,5 3,0 30 0,56 1,4
11 1,0 5,0 15 1,8 1,8 2,5 4,0 15 0,64 1,6
12 1,0 10,0 30 2,4 2,4 2,5 3,0 30 0,56 1,4
13 1,2 11,5 15 2,1 2,5 3,0 4,5 30 0,57 1,7
14 2,0 10,0 30 1,2 2,4 3,0 5,0 30 0,6 1,8
15 2,0 13,0 60 1,3 2,6 3,5 5,5 30 0,53 1,9
16 2,0 4,0 20 0,8 1,6 4,0 3,5 40 0,37 1,5
17 2,5 6,0 40 0,8 2,0 4,0 5,0 30 0,45 1,8
18 2,5 5,0 20 0,64 1,6 0,65 2,5 0,01* 2,0 1,25
19 2,5 6,0 40 0,8 2,0 2,3 5,5 0,1* 0,83 1,9
20 3,0 10,0 70 0,8 2,4 3,25 7,0 0,2* 0,65 2,1
21 3,0 15,5 35 0,93 2,8 * Значение массообменного критерия Фурье Еот по данным В. А. Сычевского [6] при деформации
22 3,5 10,0 70 0,7 2,4
23 4,0 18,0 180 0,73 2,94
24 4,0 19,0 60 0,75 3,0
Рис. 3. Влияние величины «активной» толщины слоя глинистой массы Кх на параметры а и айх в начальном периоде сушки: 1 (•) -значения а; 2 (◦) - айх; 3 - а(А) и айх(А) для расчетного распределения влажности в лег-кодеформируемой природной системе [6]
Рис. 4. Влияние величины «активной» толщины слоя Кх песчаной массы на параметры а и аЛх в начальном периоде сушки: 1 (•) - значения а; 2 (◦) - айх
Как видно (рис. 3), в начальном периоде сушки (т < 180 мин) по мере роста активной толщины глинистой массы Rт величина коэффициента показателя степени при экспоненте резко уменьшается (кривая 1). В результате корреляционного анализа установлено, что принятая ранее [10] экспоненциальная зависимость а = f(Rт) не является наилучшей формой аппроксимации, хотя характеризуется коэффициентом корреляции г « 0,91, но имеет Кв.о « 0,67, что является слишком большой величиной. В случае использования гиперболической зависимости вида
а- аК-Ь (7)
при том же значении г относительный коэффициент вариации составит Кво « 0,16 при а ~ 2,2 [см6-1] и Ь « 0,88, что является достаточно хорошим результатом.
Зависимость аRт = f(RT) в диапазоне 0,3 < Rт< 4,0 см в первом приближении может быть аппроксимирована линейной функцией
aRт = а: + (8)
где а! и Ь\ - эмпирические коэффициенты, из которых Ь\ имеет размерность см- .
Для этой зависимости получено г « 0,37 при Кв.о ~ 0,16, т. е. с достаточной точностью, но при низком влиянии Rт. При этом а\ = 1,99 и Ь1 = 0,13. При сушке песка [4], имеющего коэффициент потенциалопроводности к началу 1-го периода в зависимости от температуры поверхности ат « (25...55)-10-4 м2/ч, что примерно в 20 раз больше по сравнению с ниж-некотельской глиной в таких же условиях (ат « (1,2.3,0)40-4 м2/ч при ¿п = 40...85 0С), не наблюдается столь резкого уменьшения а с ростом Rт (рис. 4, кривая 1), как для глины (рис. 3, кривая 1). Так, при Rт = 1 см для песка а « 2,5, несмотря на значительно большее значение коэффициента термоградиентного влагопереноса 5 по сравнению с глиной (при и0 « 14 % для песка 5 » 0,20 %/°С, а для глины при и0 » 21.23 % 5 » 0,08 %/°С, т. е. примерно в 2,5 раза больше), обезвоживание поверхностного слоя составляло всего 2.3 % за первые 15.20 мин. У глины за этот же промежуток времени с начала сушки обезвоживание достигало 4.5 % при значительно меньшем коэффициенте термоградиентного влагопереноса. Такое несоответствие объясняется огромной разницей величин критерия Лыкова Ьи для песка (Ьи = 2.5) и глины (Ьи « 0,05.0,13), который определяет соотношение скоростей протекания процессов термоградиентного и потенциало-проводного влагопереносов.
Можно считать, что при высоких значениях коэффициентов влагопро-водности капиллярно-пористого материала почти с самого начала сушки устанавливается примерно параболическая (квадратичная парабола) зависимость распределения влажности в поперечном сечении массы. При этом рост температуры, характерный для периода прогрева массы (начальный период сушки), не оказывает существенного влияния на распределение влажности. Однако и в этом случае толщина «активного» слоя увеличивается постепенно, но почти в 2 раза быстрее по сравнению с глиной (рис. 5).
Рис. 5. Зависимость «активной» толщины слоя от промежутка времени с начала сушки: 1 (•) - глинистые массы; 2 (°) -песчаная масса
Как показала статистическая обработка данных, приведенных в табл. 1 для глины, зависимость R% = /(т) можно аппроксимировать кривой вида
Ъ = а2т", (9)
где х - время с начала сушки, мин; а2 - эмпирический коэффициент, равный 0,343 (см-мин "): п - показатель степени, равный 0,493.
При этом г « 0,7 при Кво ~ 0,35. Интересно отметить, что в случае принятия п = 0,5 а2 = 0,333 при г ~ 0,77 и Кво ~ 0,35. Хотя Кво достаточно велик и указывает на влияние других факторов, но доля влияния параметра времени г составляет 50...60 %. Полученное значение п = 0,5 соответствует кинетике изотермического капиллярного впитывания жидкости цилиндрическим капилляром [1, ф.10-2-3]. Таким образом, развитие «активного» слоя глинистой массы в начальном периоде сушки в значительной мере зависит от капиллярного переноса влаги.
С учетом (7) и (9)
a RT = аа2(1-Ь)т"(1-Ь) = аа^Ъ) х0'06, (10)
что указывает на достаточно слабое влияние времени на величину комплексного параметра aRT. Так, при продолжительности сушки х = 180 мин величина aRT увеличивается по сравнению с 1 мин только в 1,3 раза. При этом значение коэффициента К возрастет с 0,19...0,22 до 0,21...0,24, т. е. примерно на 10 %, что находится в пределах точности подобных расчетов.
Из экспериментальных данных, приведенных в табл. 1 и на рис. 6 для глины, можно непосредственно получить зависимость aRT = /(т). Для такой аппроксимации, исходя из aRT = 0 при х = 0, аRT Ф 0 при х Ф 0, в первом случае зависимость аппроксимировалась уравнением
aRx = а3( 1 - ехр(-у!х)), (11)
где а3 - эмпирический коэффициент, равный 2,3; у, - коэффициент показателя степени экспоненты, равный 1,4 [мин4].
oRt 2,5
2,0
Рис. б. Влияние промежутка времени с начала сушки на параметр aRT\ 1 (•) - ^ 0
глинистые массы; 2 (°)-песчаная масса о 50 100
Однако при такой аппроксимации коэффициент корреляции оказался достаточно мал (r = 0,41) при небольшом значении Кв.о ~ 0,17.
При аппроксимационном уравнении
аЯх =а4(1 - exp(-y2x)) + c, (12)
где a4 « 1,12; у2 = 0,058 и с = 1,4, коэффициент корреляции остался примерно прежним, а значение Кв.о « 0,196 увеличилось по сравнению с предыдущим случаем. Значения aRx с ростом т до 180 мин увеличиваются до 2,3.2,5. Минимальное значение aRT по (12) при т = 1 мин составляет 1,4. Следовательно, рост aRT по (11) и (12) более значительный по сравнению с (10) и приводит к увеличению коэффициента К от 0,18.0,21 до 0,22.0,26, что составляет около 20 %, но, учитывая значительный разброс точек, не противоречит полученным ранее результатам.
Как показывает анализ величин, приведенных в табл. 2, практические значения критических перепадов влажности для различных формовочных масс изменяются в широких пределах (АЦкр « 2,5...15 % при aRT « « 1,6.2,8). При этом величина а изменяется от нескольких единиц в начале сушки до а <1 к началу регулярного режима по массообмену, когда должно установиться распределение влажности в поперечном сечении формовочной массы в соответствии с квадратичной параболой (Ux = Цц -dx2), что зачастую не происходит вследствие переменной влагопроводно-сти материала из-за повышения температуры и обезвоживания [1]. Поэтому экспоненциальное описание зависимости распределения влажности является более универсальным и во многих случаях пригодно не только для начального, но и для 1-го периода сушки.
Как видно из сравнения значений параметров а и aRT для глины и песка, в последнем случае в связи с весьма большими значениями коэффициентов потенциалопроводности [4] величины а и аRx существенно меньше, что свидетельствует о влиянии свойств материала. При этом также увеличивается скорость развития «активного» слоя (рис. 5).
Представленные в табл. 2 сведения также позволяют оценить влияние отощителей на А Up. Если поверхностный (средний) градиент влажности Аикр для глин без отощителей принять за единицу, то можно определить коэффициент эффективности отощителя в виде (табл. 2)
Кэ = Аикр.о/Аир, (13)
где АЦф.о - критический градиент влажности глинистой массы с отощите-лем, %; Аикр - то же без отощителя, %.
Анализ влияния количества отощителя в пределах 10.50 % на увеличение критического градиента влажности показал невысокую стабильность этого процесса. Так, при добавке 50 % песка в посинско-калягинскую глину IV слоя АЦф.о увеличилось относительно Аикр только на 50 %, но при добавке 20 % песка в эту же глину III слоя - на 100 %. При добавке 10 % песка в тыллистскую глину АЦкр.о возросло на 70 %, а при добавке 20 % песка - только на 40 %.
Таблица 2
Критические параметры (градиент и перепад ) влажности кирпича-сырца из чистой глины и смеси и с отощителями
Месторождение глины Отощитель Формовочная влажность, % Критический градиент влажности, %/см АЦкр, % айкр а, см-1 Кэ
Вид Количество, %
Посинско-Колягинское, III слой Без отощителя 44,0 0,5 1,63 0,97 0,30
Песок 20 34,0 1,0 3,25 1,45 0,45
-«- 40 25,3 1,1 3,58 1,52 0,47 2,2
Посинско-Колягинское, IV слой Без отощителя 39,9 0,6 1,95 1,08 0,36
Песок 50 23,0 0,9 2,93 1,34 0,41 1,5
Кармышевское Без отощителя 30,7 0,4 1,30 0,83 0,26
Песок 10 27,9 0,4 1,30 0,83 0,26
-«- 20 24,2 0,8 2,60 1,28 0,39 2,0
Креплянское Без отощителя 27,0 1,6 5,20 1,82 0,56
Песок 10 25,3 1,8 5,85 1,92 0,59 1,1
-«- 20 22,8 2,6 8,45 2,24 0,69 1,6
Шамот 10 26,6 1,9 6,18 1,97 0,60 1,2
-«- 20 24,5 2,3 7,48 2,13 0,64 1,4
Тыллисте (Эстония) Без отощителя 32,0 1,0 3,25 1,45 0,45
Песок 10 29,0 1,7 5,53 1,88 0,58 1,7
-«- 20 26,25 1,4 4,65 1,73 0,53 1,4
Шамот 10 29,9 1,9 6,18 1,97 0,30 1,9
-«- 20 26,9 1,3 4,23 1,65 0,51 1,3
Великолукское Без отощителя 18,5 1,4 4,55 1,71 0,53
Песок 10 17,25 2,2 7,15 2,09 0,64 1,6
-«- 20 15,1 3,4 11,05 2,49 0,77 2,5
Шлак 10 16,9 2,8 9,1 2,31 0,72 2,0
-«- 20 15,9 3,4 11,05 2,49 0,77 2,5
Смоленское Без отощителя 22,0 2,3 7,48 2,14 0,66
Песок 10 20,8 2,5 8,12 2,25 0,68 1,1
-«- 20 19,0 3,0 9,75 2,37 0,73 1,3
Шлак 10 20,5 3,0 9,75 2,37 0,73 1,3
-«- 20 18,8 3,2 10,4 2,43 0,75 1,4
Зато влияние величины АЦкр, т. е. определенной чувствительности глины к сушке, на эффективность добавки отощителей выявилось вполне определенно. В результате корреляционного анализа приведенных в табл. 2 данных, за исключением кармышевской глины с 10 % песка, установлено, что для зависимости Кэ = ДАЦр) коэффициент корреляции составил г « 0,54 при относительном коэффициенте вариации Кв.о ~ 0,23 для линейной аппроксимирующей зависимости Кэ = 2,12 - 0,35АЦкр (здесь эмпирический коэффициент 0,35 может иметь размерность 1/%) и Кво « 0,13 для экспоненциальной аппроксимирующей зависимости Кэ = 1 + сехр(-^Аи'кр), где с = 1,38 и ^ = 0,25 [%]-1 без учета великолукской глины. Необходимо отметить, что во всех случаях добавка отощителя уменьшала формовочную
влажность глинистой массы, что приводит к ее упрочнению. Однако хороший отощитель должен не только укреплять формовочную массу и уменьшать коэффициент усадки р, но и увеличивать потенциалопроводность. Поэтому шамот и шлаки являются предпочтительнее песка. Эффективность и параметры различных отощителей имеют большое значение для получения качественных изделий. В свете последних результатов наблюдений активации заполнителей бетонов [12] и асфальтовых смесей [13] этот вопрос требует специальных исследований. Полученные зависимости Кэ = /(А(/кр) свидетельствуют о снижении эффективности отощителей с ростом Д£/кр и для малочувствительных глин применение отощителей может оказаться выгодным только в случае низкой стоимости отощителя.
Как показывают исследования и практика, величина критического перепада влажности для разных глин в различной мере зависит от начальной влажности (влажности в центре) глинистой массы. Особенно показательны в этом вопросе результаты исследования А. Ф. Чиже кого [5], представленные в переработанном виде на рис. 7. Здесь кривые проведены по нижней границе значений критической влажности для спондиловой глины относительно влажности в начале сушки и в центре в момент образования трещины. Из этих кривых, которые не совпадают, видно, что при ¡/¡¡(И,,) <21 % величины аЛт и соответствующие значения А!1кр примерно стабилизируются.
ай.
2,5
2,0
Рис. 7. Зависимость параметра айх для спондиловой глины по данным А. Ф. Чиж-ского [5]: 1 - при различной начальной
1,51_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_ влажности £/0; 2 - при различной влажно-
20 25 30 г/„, иц, % сти в центре образца С/ц
ВЫВОДЫ
1. Использование экспоненциальной зависимости распределения влажности в поперечном сечении формовочной массы позволяет достаточно просто описать динамику процесса в начальном периоде сушки.
2. Использованная аналогия процесса усадки формовочной массы в начальном периоде сушки с хорошо разработанной физико-математической моделью термоупругости позволила получить удобную зависимость предельно допустимого перепада влажности от физико-механических характеристик формовочной массы.
3. Полученный для характеристики динамики внутреннего массообмена в начальном периоде сушки параметр аЛт позволяет учитывать связность развития роста напряжений и прочности в формовочной массе.
4. С уменьшением чувствительности глины к сушке эффективность использования отощителей снижается.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Л ы к о в А. В. Теория сушки. - М.: Энергия, 1968. - 472 с.
2. Б е л о п о л ь с к и й М. С. Кинетика объемно-напряженного состояния и растрескивания керамических изделий в процессе сушки // Стройкерамика: Тр. НИИ. - М.: Госстрой-издат, 1959. - Вып. 14. - С. 79-98.
3. Ж у к о в В. В. Теоретические основы и практика скоростной сушки кирпича-сырца / Сушка керамических изделий. -М.: Профиздат, 1958. - С. 133-159.
4. Л е б е д е в П. Д. Сушка инфракрасными лучами. - М.; Л.: Госэнергоиздат, 1955. -232 с.
5. Ч и ж с к и й А. Ф. Сушка керамических материалов и изделий. - М.: Стройиздат, 1971.-177 с.
6. С ы ч е в с к и й В. А. Применение численных методов в решении задач взаимосвязанного тепломассопереноса и преобразования структуры в легкодеформируемых природных системах // ИФЖ. - 1999. - Т. 72, № 3. - С. 429-433.
7. С м о л я к о в а З. А. Определение оптимального режима сушки кирпича по его структурно-механическим свойствам // Сушка керамических изделий. - М.: Профиздат, 1958.-С. 34-50.
8. К о в а л е н к о А. Д. Основы термоупругости. - Киев: Наук. думка, 1970. - 308 с.
9. О с и п о в С. Н., Ка л и н и ч е с к о Е. М. Использование некоторых закономерностей термоупругости для оценки условий трещинообразования в начальном периоде сушки изделий и строительной керамики // Сборник трудов НИПТИС. - Мн., 1998. - С. 177-189.
10. О с и п о в С. Н. Особенности тепломассообмена в начальном периоде сушки керамических масс, приводящие к трещинообразованию // Тепломассообмен: IV Минский международный форум. - ММФ, 2000. - Т. 9. - С. 171-174.
11. Н и ч и п о р е н к о С. П. Физико-химическая механика дисперсных структур в технологии строительной керамики. - Киев: Наук. думка, 1968. - 76 с.
12. О п е к у н о в В. В. Конструкционно-теплоизоляционые строительные материалы на активированном сырье. - Киев: НАН Украины, 2001. - 208 с.
13. А р у т ю н о в В. С., К и р ю х и н Г. Н., Ю м а ш е в В. М. Повышение качества верхних слоев асфальтобетонных покрытий // Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и мостов. - Мн.: Изд-во РУП «БелдорНИИ», 2001. - С. 74-79.
Представлена кафедрой теплогазоснабжения и вентиляции Поступила 9.09.2004
УДК 621.311.22
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЭЦ БЕЗ РАЗДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ТОПЛИВА ПО ВИДАМ ПРОДУКЦИИ
Доктора техн. наук, профессора ПИИР А. Э., КУНТЫШ В. Б.
Архангельский государственный технический университет, Белорусский государственный технологический университет
Благодаря рациональной энергетической политике, учитывающей климатические условия России, доля ТЭЦ среди генерирующих мощностей тепловых электростанций превышает 30 %. В 1990 г. комбинированное производство теплоты и электроэнергии обеспечивало экономию 45 млн т у. т., или 12 % общего потребления топлива всеми электростанциями Минэнерго Российской Федерации [1].
64
