Расчёт процесса сушки в сушильно – ширильных стабилизационных машинах Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

В лабораторных условиях исследование влияния омагниченной воды на кинетику процесса промывки осуществлялось с использованием устройства для магнитной обработки воды СО-2 (артикул ЛГ-107-01-1515), в котором значение магнитной индукции в зазорах между магнитами составляет 100 м'Гл. Промывная вода неоднократно (2 - 3 раза) пропускалась через устройство.

Кинетическая кривая промывки шерстяной ткани с использованием омапшчивания, полученная на основании двух параллельных опытов, приведена на рис. З.На рис. 4 приведены кривые кинетики промывки шерстяной ткани с ультразвуковым воздействием.

Как показывает анализ полученных данных при промывке плотных шерстяных тканей с использованием различных интенсификаторов, наибольший эффект достигается при использовании ультразвукового воздействия. При практическом выборе способа интенсификации необходимо рассчитывать экономический эффект от экономии, электроэнергии, промывной воды и химических реагентов с учётом затрат на интенсификацию.

УДК 677.016.253

М. К. Кошелева, А. А. Щеголев, Г. В. Бильман, А. В. Янышев

Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, Москва, Россия Средняя общеобразовательная школа .4» 1145 имени Фритьофа Нансена, Москва, Россия

РАСЧЁТ ПРОЦЕССА СУШКИ В СУШИЛЬНО - ШИРИЛЬНЫХ СТАБИЛИЗАЦИОННЫХ МАШИН АХ

Process account konvektivnoy drying of textile materials on the equations allowing essentially to accelerate process of account is spent and to spend comparison of alternative variants of process of drying for the purpose of a choice of the most effective mode of drying of textile materials.

Проведён расчёт процесса многосекционной сушки текстильных материалов в заданных условиях в сушильио - ширильной стабилизационной машине на примере сушки шёлковых и шерстяных тканей.

Сушильно - ширильные стабилизационные машины находят широкое применение в отделочном производстве текстильных предприятий. В работе рассматривается процесс сушки на 6-секционной (CIIICM) (число секций п = 6).

В начале рассчитывается количество испаряемой влаги W, кг/час, затем удельный расход воздуха 1, кг/кг испаряемой влаги, общий расход воздуха L, кг/час. Далее проводиться расчёт в соответствии с разработанным

алгоритмом.

X = (0,1 -0.01)76 = 0,015,

где X - влагосодержание воздуха.

Далее (таблица 1.) приведены результаты расчёта по уравнению (1):

Х<»жХ<м> + ЛХ, (1)

Табл.1. Значения влагосодержания воздуха по секциям

п 1 2 3 4 5 6

X 0,025 0,040 0,055 0,070 0,085 0,100

Температура воздуха при входе в каждую секцию поддерживается равной 1 10°С. При этом значения теплосодержания воздуха по секциям, рассчитанные по уравнению (2),

/ = (0,01 + 0,97 •*)•/ + 2493 • %, кДж / кг. (2)

и температуры воздуха на выходе из секции, рассчитанные по (3),

1(1) = (/(М) - 2493Х(,))/(1,01 +1,97 X) (3)

Составляем таблицу 2:

Табл. 2. Значения теплосодержания воздуха по секциям

I, кДж/кг 138,2 178,2 213,5 260,1 300,8 341,4

1, "С 71,63 72,60 73,70 74,50 75,50 76,30

Давление насыщенного пара Р„а1; при этих температурах находятся по справочнику, а относительные влагосодержания воздуха ф рассчитываются по формуле(4), приведены в таблице 3.

<р~П ■ ЛУ((0,622 + Х)Ртс) (4)

Табл.3. Значения влагосодержания воздуха и давления насыщенного пара по секциям

Ршк, атм. 0,342 0,347 0,373 0,385 0,402 0,416

Ф, % 11,3 16.9 21,8 26,3 29,9 33,3

Расчёт расхода пара. Так как вопрос о подборе калориферов для каждой секции не ставится, определяем суммарный расход тепла: СЬйш = (ЭД + Опся).

Расход тепла на испарение влаги из материала и на подогрев воздуха:

О, + О, = I •(/,.-10) = 2249,98 • (341,4 - 50,7) = 654069,19кДж!ч.

Расход тепла на нагрев ткани и остаточной влаги (5%)

= 270 • (76,3 - 25)-1,40 + 270 • 0,05 • (76,3 - 25)= 21945,53кДж/ч, где 9ТК - температура ткани на входе в сушилку и на выходе из неё. Принимаем 0о = 1о, В™ = и, Св„дЫ = 4,19 кДж/'кгтрад. Стк - теплоёмкость ткани (для шёлка кДж/кгтрад); ()ГЮТ - потери тепла в окружающую среду, принимаются равными 5% от Е<3,;

<2гюг = (654069,19 + 21945,53) ■ 0,05 = 33800,74;<ф/с / ч

Оот = 654069,19+21945,53 + 33800,74 = 709815,46кДж7ч.

Расход пара определяем по формуле:

(5)

где: .Г,, - теплосодержание пара при заданном давлении; 1к - теплосодержание конденсата.

Принимаем Р = 3 атм., = 2730 кДж/кг, = 558,9 кДж/кг.

Таким образом 0„ = 709815,46 / (2730 - 558,9) = 326,94 кг/ч.

Расчёт процесса сушки в СШСМ с промежуточным подогревом теплоносителя (воздуха) и его рециркуляцией.

Продолжим рассмотрение предыдущего примера (сушка шёлка), предположив, что подогретый в калорифере 1 -ой секции воздух перед подачей в эту секцию смешивается в соотношении 1 к 4 с отработанным воздухом этой же секции (80% рециркуляции теплоносителя в секции). Аналогичным образом процесс сушки проводится и в остальных секциях СШСМ. При этом теплоноситель (воздух) в каждой секции поступает в каждую секцию с повышенным влагосодержанием, но с тем теплосодержанием, что и при промежуточном его подогреве без рециркуляции. Это приводит к тому, что температура воздуха при входе в каждую секцию снижается и приближается к температуре воздуха на каждой секции, что создаёт более мягкие условия сушки.

В качестве примера рассчитываем влагосодержание воздуха и его температуру на входе в 1-ю секцию СШСМ для предыдущего случая (сушка шёлка).

Влагосодержание смешанного воздуха при входе в 1-ю секцию СШСМ определяется из материального баланса по уравнению:

Х^ = 0,2 ■ Х0 + 0,8 = 0,2 • 0,01 + 0,8 ■ 0,025 = 0,022 (6)

Аналогичным образом из теплового баланса можно определить теплосодержание воздуха при входе в ¡-ю секцию. Однако, поскольку в процессе сушки диабатический режим, теплосодержание не изменится, то оно будет одинаковым как для свежего воздуха на выходе из ¡-й секции, а следовательно, и для смешанного воздуха, то есть

.4° = 138,2 кДж/кг.

Температуру смешанного воздуха можно рассчитать по уравнению

/(г) = (/СМ) - 2493А'",)/'(1,01 +1,97*) (7)

/„= (138,2 - 2493 ■ 0,022)/(1,01 +1,97 ■ 0,022) = 79,13°С

Таким образом, произошло сближение температуры на входе с температурой на выходе (71,63°С).

Аналогичным образом можно рассчитать температуры в остальных секциях СШСМ.

С использованием разработанного алгоритма расчёта и полученных уравнений проведён расчет процесса многосекционной сушки текстильных материалов в заданных условиях в сушильно - ширильной стабилизационной машине на примере сушки шёлковых и шерстяных тканей.