МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ
ІВАНІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ЕНЕРГЕТИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до дипломного проекту на тему:
Тунельна піч випалу цегли ВАТ В«Іванівський завод керамічних виробівВ»
РЕФЕРАТ
Дипломний проект виконаний стосовно до умов ГОІ В«ВзаємодопомогаВ», раніше іменований В«Іванівський завод керамічних виробів В».
В дипломному проекті проведено розрахунок тунельної печі, що включає в себе: тепловий баланс печі, розрахунок горіння палива, розрахунок тривалості випалу цегли, вибір пальникових пристроїв, підбір вентиляторів. Також був проведений розрахунок камерного сушила для сушіння цегли-сирцю.
Була розроблено методику розрахунку зовнішнього теплообміну в щілинний електричної печі на основі методу ЗУП (зональний з умовними поверхнями).
Розроблена схема автоматизації тунельної печі. Виявлено шкідливі і небезпечні фактори, виникають при експлуатації тунельної печі, розроблені заходи щодо попередження і зниженню впливу їх на обслуговуючий персонал.
1. ОПИС Теплотехнології СУШІННЯ І випалювання керамічних виробів
1.1 Сушіння керамічних виробів
1.1.1 Значення сушіння виробів і матеріалів
Для кожного матеріалу і вироби встановлюється певний режим сушіння, тобто допустима інтенсивність сушки, температура матеріалу, температура і відносна вологість сушильного агента і теплоносія, швидкість його руху у матеріалу і зміна зазначених параметрів в різні періоди процесу сушіння. Сушити пісок можна за будь-яких температурах і швидкостях видалення вологи. Сушити комовую глину і паливо можна при будь-яких швидкостях видалення вологи, але температура нагріву цих матеріалів обмежується. Так, глина при температурі вище 400 В° С втрачає пластичність, а в паливі вище 150-200 В° С починається сублімація горючих продуктів. Розтріскування глини при сушінні, внаслідок усадки і виникаючих усадочних напруг, прискорює виділення вологи. Сушка керамічних виробів вимагає певного режиму, як в відношенні допускаються безпечних швидкостей сушіння, так і температури нагріву виробів.
Таким чином, теорія сушіння повинна розглядати не тільки питання статики сушіння - матеріальний і теплової баланси сушки, міграцію вологи в матеріалі, закони тепло-і масообміну в залежності від зв'язку вологи з матеріалом, але і поведінку виробів при сушіння, пов'язане з усадковими напругами і максимально допустимими швидкостями сушіння. Тільки лише це комплексне розгляд питань теорії сушіння дозволить встановлювати оптимальні режими сушіння, при яких вироби будуть висихати в найкоротші терміни і мати високу якість.
1.1.2 Процес сушіння керамічних виробів
сушіння називається процес видалення з твердих матеріалів міститься в ній вологи за рахунок її випару і видалення пари, що утворилася з поверхні тіла в навколишнє середовище. Для цього до вологого тіла, тобто цеглі сирцю, необхідне підведення тепла при умові, що тиск водяної пари біля поверхні тіла більше тиску водяної пари в навколишньому середовищі. Процес сушіння супроводжується зміною ваги матеріалу в часі внаслідок видалення з нього вологи. Знаючи початкову вологість і вага матеріалу, можна виразити графічно зміна вологості за часом П‰ = f (t), тобто побудувати криву сушіння, зображену на рис. 1.1 (крива 1). За кривою сушіння можна побудувати криву зміни вологості матеріалу в одиницю часу, тобто криву швидкості сушіння w m (крива 2).
При сушінні керамічних матеріалів волога випаровується в основному з поверхні, а тому концентрація вологи в середині матеріалу залишається більшою, ніж у його поверхні. Внаслідок виникнення перепаду (градієнта) вологості або концентрації вологи вона переміщується з місця з більшою концентрацією до місця з меншою концентрацією, тобто з середини тіла до поверхні його.
Механізм і швидкість переміщення вологи залежать від ряду факторів: форми зв'язку вологи з матеріалом, його будови, температури і вологості, а також пористості матеріалу та інших його властивостей. Експериментально встановлено, що чим вища температура, вологість тіла і тиск пари всередині нього, тим швидкість сушіння більше.
Процес сушіння керамічних виробів можна розділити на наступні періоди.
1) Період прогріву. Матеріал, будучи поміщений в простір з підвищеною температурою, прогрівається. В кінці цього періоду (точка А на рис. 1.1) встановлюється постійна температура поверхні і теплова рівновага між кількістю тепла, сприйманим виробом, і витратою тепла на випаровування вологи. Після цього настає період постійної швидкості сушіння.
Рис. 1.1. Схема зміни у часу вологості 1, швидкості сушки 2 і температури 3 матеріалу
I - період прогріву; II-період постійної швидкості сушіння; III-період падаючої швидкості сушки;
IV - період рівноважного стану; V - період вологого стану; VI - період гигроскопического стану матеріалу
2) Період постійної швидкості сушіння. У цей період швидкість сушіння постійна і чисельно дорівнює швидкості випаровування вологи з відкритої поверхні. Отже, відбувається випаровування вільної вологи з поверхні матеріалу, і поверхню протягом цього часу залишається вологою за рахунок надходження вологи з внутрішніх шарів виробів. Температура поверхні матеріалу, що дорівнює приблизно температурі мокрого термометра, залишається незмінною протягом усього періоду (Крива 3 на рис. 1.1). Тиск парів над поверхнею матеріалу одно парціальному тиску насичених водяних парів при температурі поверхні і не залежить від вологості матеріалу.
Зазначений період є найбільш відповідальним і небезпечним, так як протягом його відбувається усадка матеріалу, що породжує усадочні напруги. Швидкість залишається постійною до тих пір, поки середній вміст вологи у виробі не знизиться до критичного (Точка До 1 на рис. 1.1), а на поверхні виробу не стане рівним гігроскопічної вологості. З цього моменту починається період падаючої швидкості сушки. Однак у дійсних умовах він може початися і тоді, коли внаслідок неоднакових умов випаровування вологи з усією поверхні вологість окремих ділянок досягає вологості нижче гігроскопічної, в той час як інші ділянки мають вологість нижче гігроскопічної. Отже, більш правильно перехід від періоду постійної до періоду падаючої швидкості сушки характеризувати крапкою на кривій сушіння відповідає, тобто критичної вологості.
гігроскопічна вологість тіло набуває, якщо його помістити на тривалий термін в середу з відносною вологістю П† = 100% при даній температурі. Гігроскопічна вологість залежить тільки від властивостей матеріалу і зменшується при підвищенні температури його нагріву. Таку вологість має тонкий поверхневий шар виробу в кінці періоду постійної швидкості сушіння.
Критична вологість являє собою середню по всьому виробу вологість, яка залежить від режиму сушіння, товщини виробу і коефіцієнта влагопроводності. При досягненні виробом вологості усадка поверхневих шарів припиняється, і подальша сушка викликає лише збільшення пористості вироби.
3) Період падаючої швидкості сушки характеризується тим, що із зменшенням вологості вироби сушка поступово сповільнюється. Зменшення інтенсивності випаровування викликає зменшення витрат тепла на випаровування вологи, що за інших постійних умовах призводить до збільшення середньої температури виробу і зменшенню температурної різниці між сушильним агентом і поверхнею матеріалу.
Зменшення швидкості сушки обумовлюється тим, що парціальний тиск водяної пари над поверхнею матеріалу падає і стає менше парціального тиску насичених парів при температурі поверхні, будучи функцією температури і вологості поверхні вироби, тобто.
По лінії на Id-діаграмі і кривим...
