CC BY
10
Література
1. Муштаев В.И., Ульянов В.М. Сушка дисперсных материалов, - М.: Химия, 1988, 349с. 2. Лыков А.Н. Теория сушки. - М.: Энергия, 1968, - 472 с.
УДК 66, 047 Лсист. Л,3, Білецька, к.т.н. - НУ "Львівська політехніка"
ПРОБЛЕМИ КОМБІНОВАНОГО СУШІННЯ КАПІЛЯРНО-ПОРИСТИХ КОЛОЇДНИХ МАТЕРІАЛІВ
Наведені результати досліджень комбінованого фільтраційного сушіння матеріалів рівномірної структури в періодичному режимі фільтрації.
L. Biletska - NU "Lvivs fka Politekhnika "
The problems of combinanation drying of capillary porous colloid materials
The results of combination filtration drying investigation in periodical regime of filtration for uniformly porous materials were considered.
При сушінні капілярно-пористих колоїдних матеріалів, які характеризуються значним гідравлічним опором і, відповідно, зменшенням швидкості руху теплоносія через їх пористу структуру, швидкість сушіння загалом лімітується підведенням теплової енергії до висушуваного матеріалу. Через низьку фільтраційну здатність при сушінні вказаних об'єктів інтенсивність підведення тепла є низькою. Тому кінетика сушіння таких капілярно-пористих колоїдних матеріалів характеризується наявністю періоду сповільненого сушіння [1], що є основною причиною зростання тривалості процесу.
Одним з шляхів подальшої інтенсифікації фільтраційного зневоднення є інтенсивне підведення теплової енергії в зону тепломасообміну. До таких інтенсивних методів відноситься нагрівання інфрачервоними променями з одночасним використанням тепла продуктів горіння.
Однак, як було встановлено при вивченні кінетики процесу, з ростом температури поверхні матеріалу зі сторони нагріву ІЧ-променями швидкість сушіння зростає незначно. Це пояснюється явищем термодифузії, яке призводить до того, що волога у вигляді рідини переміщується у нижні шари матеріалу і зростання її вологості, вищою за початкову. Оскільки механічне витіснення вологи для капілярно-пористих колоїдних матеріалів не характерне, то це, відповідно, є причиною зменшення фільтраційної здатності висушуваного об'єкту і, відповідно, - інтенсивності винесення водяних парів. Безперервна робота агрегатів, що створюють перепад тисків, є причиною значних енергетичних затрат.
З метою усунення перерахованих негативних явищ нами був запропонований комбінований метод сушіння [2]. При такому процесі матеріал прогрівається безперервно, а перепад тисків створюється періодично, за певним циклом. Під час прогрівання матеріалу утворюється водяна пара в його пористій структурі, а під час створення перепаду тисків відбувається винесення їх із зони сушіння. При такому комбінованому сушінні зменшуються енергетичні затрати на створення перепаду тисків, а сам процес значно інтенсифікується.
Тепломасообмінні процеси і прогресивні технології деревообробки
101
___________________________________________Український державний лісотехнічний університет
На рис. 1 наведені результати досліджень сушіння листового азбесту різними методами: ІЧ-сушіння, комбіноване фільтраційне та комбіноване фільтраційне з періодичним профільтровуванням теплоносія.
W, %
Рис. 1. Кінетика сушіння азбестової тканини товщиною Н=210~3 м при Т=323 К ma АРС=500
Па: 1 - безперервне комбіноване фільтраційне сушіння; 2, 3 - періодичне комбіноване; 4 - ІЧ—
нагрівання
Для аналізу кінетичних кривих введемо поняття показника циклу Кц, що дорівнює відношенню часу профільтровування вологого матеріалу повітрям Тф до сумарного часу його нагрівання, тобто часу сушіння тс. Даний показник періодичного комбінованого процесу змінюється в межах від 0 до 1. Для безперервного комбінованого фільтраційного сушіння Кц= 1, тоді як для ІЧ-сушіння Кц=0. При збільшенні Кц крива кінетики процесу наближується до кривої ІЧ-сушіння, а при зменшенні - до кривої кінетики безперервного комбінованого процесу.
При реалізації такого процесу спостерігається збільшення часу сушіння і зменшення часу саме фільтрації теплоносія, і енергетичних затрат на процес порівняно з безперервним комбінованим сушінням. При будь-яких режимах такого процесу зменшуються енергетичні затрати, однак оптимальні умови процесу необхідно знаходити між двома параметрами: загальним часом сушіння і часом створення перепаду тисків.
Отже, час сушіння зменшується відповідно від 980 до 405 с, а питомі енергетичні затрати на випаровування 1 кг вологи - від 14160 до 3650 кДж.
Комбіноване фільтраційне сушіння капілярно-пористих колоїдних матеріалів, як підтверджують результати досліджень, необхідно проводити в циклічному режимі, щоб перепад тисків використовувався тільки для винесення утворених водяних парів, що утворюються внаслідок прогріву матеріалу ІЧ-променями.
Література
1. Ханык Я.Н. Фильтрационная сушка плоских проницаемых материалов: Дис. докт. техн. наук, - Львов, 1992,401 с.
2. Спосіб сушіння газопроникних матеріалів// Ханик Я.М., Білецька Л.З., Атаманюк В.М// Патент України N10879а// Офіційний бюлетень ’’Промислова власність” - К., 1996. N4.
102
Розробка сучасних технологій деревообробки
