ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основы проектирования установок для сушки из "Практические применения инфракрасных лучей " Основы проектирования установок для сушки. Исходя из общих принципов, которые мы только что изложили, можно вычислить, каковы должны быть мощность и размеры установки, предназначаемой для удаления воды из вещества, подлежащего сушке. [c.239] Вычисления эти в корне отличны от вычислений, производимых для обычных процессов сушки, где определяющими факторами являются температура, достигаемая объектом сушки, и вентиляция. [c.239] Первый фактор заключает в себе достижение теплового равновесия. Действительно, когда холодный объект вводят в теплое пространство, температура объекта повышается, а пространство охлаждается. Это охлаждение начинается с участков, соседних с объектом, из чего следует значительная неравномерность распределения температур. Постоянный приток энергии дает возможность установить равновесие и компенсировать потери тепла во внешнее пространство, которое, как и объект, подвергаемый сушке, обладает более низкой температурой. Эта сложность в распределении тепла существенно затрудняет расчеты, почему при проектировании установок для нагревания и сушки весьма часто преобладает использование эмпирических данных. [c.239] Вентиляция позволяет удалять пары, выделяющиеся из объекта. Ее роль, следовательно, весьма важна, но она вызывает общее охлаждение, для компенсации которого необходим нагрев определенного объема воздуха, а это вызывает дополнительную затрату энергии. [c.239] В частном случае сушки инфракрасными лучами нужно считать, что излучение не рассеивается, но попадает от излучателя, составленного лампой и отражателем, непосредственно на объект, благодаря чему более или менее хорошо используется, в соответствии с поверхностью и природой объекта, подвергаемого сушке. [c.239] В противоположность тому, что происходит в обычных процессах сушки, сильно поглощающее тело, подвергаемое облучению, может быстро, стать более нагретым, чем окружающий воздух и рабочее пространство. [c.240] Вентиляция здесь менее влияет на тепловое равновесие, чем при обычной сушке. Объясняется это тем, что излучение почти не нагревает воздух, сквозь который проходит. Все же некоторого значения вентиляции нельзя отрицать она обеспечивает известную равномерность сушки посредством легкого охлаждения поверхностных слоев. Это создает условия для наиболее выгодной сушки объекта — от внутренних его частей к частям наружным. Кроме того, вентиляция, обеспечивая удаление паров и дымов, предотвращает такую концентрацию их, которая препятствовала бы прохождению полезных лучей. [c.240] То обстоятельство, что принцип инфракрасной сушки является относительно новым, и еще не накоплено достаточного количества данных для сравнения, делает первый путь мало пригодным. [c.240] Эти опыты позволяют установить необходимое время сушки. Зная, с другой стороны, объем обрабатываемой продукции, можно легко определить размеры сушилки. [c.240] В печах с постоянным перемещением предметов в туннеле или под плоской полосой устанавливают несколько рядов ламп. При этом надо взять столько ламп, чтобы покрыть излучением не только испытываемый объект, но и некоторую область вокруг него. Так, для маленьких объектов следует использовать одну лампу, расположив вокруг нее, по углам правильного шестиугольника, еще шесть ламп. Опыты с одной лампой не дают надежных результатов. [c.240] Во время опытов необходимо создать условия, по возможности точно воспроизводящие те, которые будут характеризовать окончательно осуществленную установку при ее нормальной работе. Сказанное относится, в частности, и к вентиляции. Рабочее пространство следует закрыть, предусмотрев легкую аэрацию с помощью маленьких отверстий, рационально расположенных и, что крайне желательно, поддающихся регулированию. Стенки рабочего пространства лучше всего изготовить из чистого и полированного алюминия. [c.241] Часто бывает полезным определить заранее, перед тем, как при-ступлено к опытам, ожидаемую эффективность установки. Это можно сделать путем расчета. [c.241] Работа Хейнса [Л. 451,] которую мы щироко использовали в специальном исследовании этого вопроса [Л. 452], заслуживает здесь разбора хотя бы в самых общих чертах. [c.241] Чтобы определить энергию, необходимую для удаления данного количества воды с данной начальной температурой, можно воспользоваться формулами классической физики, но удобнее применить номограммы Хейнса, варианты которых мы даем в метрических единицах. Так, номограмма на рис. 171 дает возможность быстро вычислить количество киловатт-часов, требуемых для испарения данного количества воды. [c.241] Возьмем конкретный случай куски дерева, содержащие 10% воды, нужно довести до сухого состояния. Если обрабатывать по 300 кг в час, то это значит, что за час надо удалять 30 кг воды. Найдем в точке А номограммы это значение 30 кг и поднимемся по линии АВ до линии 80%, соответствующей производительности хорошо спроектированной плоской полосы инфракрасных ламп. Затем проведем линию ВС до встречи с линией 80%, так как для дерева мы имеем приблизительно такую поглощательную способность. Спустимся по линии СВ и, прочтя в точке В цифру 36, узнаем, что для удаления искомого количества воды понадобится 36 кет или за один час 36 квт-ч. [c.241] Эта номограмма составлена в расчете на то, что начальная температура удаляемой воды равна 21° С. Однако, в действительности речь идет только о свободном испарении воды и не принимается во внимание тот факт, что вещество, которое ее содержит, должно быть само по себе доведено до нужной температуры. Поэтому к определенной с помощью номограммы величине следует добавить количество энергии, необходимое для обеспечения нагрева материала до рабочей температуры. [c.242] Эту дополнительную энергию можно определить с помощью номограммы на рис. 172. Эта же номограмма служит для определения количества энергии, необходимой для нагрева определенной массы до определенной температуры, что встречается, например, в проблеме запекания. [c.242] Пусть требуется определить приблизительную мощность ламп для сушки, необходимую для быстрого нагрева 679,5 кг стали до 150° С. Исходим из точки Л, соответствующей весу нагреваемого материала, и проводим линию АВ по линии, соответствующей удельной теплоемкости (0,12 для стали). Из точки В поднимаемся по линии ВС до желательной температуры (150° С). От точки С проводим горизонтальную линию СВ до значения эффективности излучения, испускаемого лампой, по отношению к данному материалу (общая отдача). Из точки В опускаемся по вертикали в точку Е и прочитываем в ней необходимую мощность, составляющую в в данном случае 32,8 кет. [c.242] При проектировании устройств, использующих инфракрасное излучение, очень важно с самого начала установить, какая температура может быть достигнута в сушилке. [c.243] Измерения были сделаны-как при открытой, так и при закрытой двери сушилки и сопровождались контролем наружной температуры. Расстояния между осями ламп составляли 15, 20, 25, 30, 40 и 60 см, а дистанции облучения равнялись 75, 50, 25, 15, 10 и 5 см. Было проделано более 2000 измерений. [c.244] Вернуться к основной статье