<<
>>

1.2 Сушка в установках барабанного типа и типичная сушильная установка (устройство, принцип действия).

В промышленном производстве большое количество гранулированных материалов с частицами 10 мм и больше, которые не обладают большой хрупкостью или чувствительностью к нагреванию сушатся в сушильных установках барабанного типа.
Подобные сушилки являются наиболее распространенным типом установок в промышленности. Они представляют собой цилиндрический барабан, обычно сконструированный из стальных пластинок, немного наклонный, обычно 0,3 - 5 м в диаметре, 5 - 90 м в длину и вращающийся. Твердые материалы поступают в верхней части барабана и продвигаются по направлению к нижней части или выходу барабана. В зависимости от способа контакта между сушащим газом и твердым материалом, сушильные установки могут классифицироваться как сонаправленные и противонаправленные, или как установки с потоком и противотоком воздуха. Внутри барабана конструируется множество подъемных лопаток для перемешивания материала с тем, чтобы обеспечить его контакт с газом.

Конфигурации этих лопаток могут варьироваться от спиральных до совершенно прямых конструкций.

Рисунок 1.3. Барабан сушильной установки (внутреннее

устройство;

Внутреннее устройство барабана представлено на рисунке 1.3. Во время вращения барабана материал подбирается лопатками, поднимается до определенного расстояния по окружности барабана, а затем высыпается, проходя сквозь горячую воздушную завесу * Основная сушка происходит именно в этот момент, когда частицы твердого материала находятся в непосредственном контакте с сушащим воздухом«

Факторы, злияющие на моделирование установок барабанного типа, могут быть следующие [9]:

физические свойства твердых материалов, такие как размер и форма частиц, плотность и содержа ние влаги;

виды установок, например, диаметр и длина барабана, а также конструкция и количество подъемных лопаток;

условия, при которых происходит процесс сушки: скорость п ода чи материала,

температура сушащего воздуха, а также наклон и скорость вращения барабана.

Все вышеизложенные факторы влияют на передачу тепла в барабане и все, кроме температуры материала и температуры сушащего воздуха играют роль в том, какое количество времени материал будет находиться в барабане. Задержка материала в барабане очень сильно влияет на процесс сушки, так как чрезмерно малая временная задержка хоть и уменьшит скорость процесса, но также как и слишком большая задержка материала, при которой материал останется на дне барабана, приведет в результате к тому, что не будет обеспечено желаемое содержание влаги в материале, следовательно, потребуется возврат материала в барабан, повторная сушка, а значит и увеличение затрат энергии. Тепловой коэффициент полезного действия в установках

барабанного типа зависит от способа сушки и варьируется в широком диапазоне от 25% в системах с противотоком до 85% в паровой трубе.

Рисунок 1.4. Типичная барабанная сушильная установка: 1- воздушный патрубок; 2-изоляция от трения; 3-поясной привод; 4- выход воздуха; 5-входная горловина; б-спиральные лесенки; 7- кольцо для вращения барабана №1; 8-цапфа и упорный ролик; 9- двигатель; 10- подъемные лопатки; 11-кольцо для вращения барабана №2; 12-цапфа и ролик; 13-выпускное отверстие (для

выхода материала).

На рисунке 1.4 представлена типичная сушильная установка барабанного типа.

В университете Оулу (Финляндия) находится подобная сушильная установка, и поскольку все экспериментальные данные, которые использовались автором для сравнения с результатами математического моделирования процесса сушки, были получены именно на .

этой установке, остановимся подробнее на описании принципа работы данной установки.

Рисунок. 1.5. Система управления экспериментальной барабанной установки сушки песка.

Данная установка (рисунок 1.5) служит для научных и учебных целей исследовательско-преподавательского состава лаборатории студентов. На базе этой системы управления изучаются реальные возможности контроля за качеством высушенного выходного материала и другими характеристиками процесса сушки, такими, как энергоемкость, температура сушащего воздуха, расход материала и проч.

В качестве высушиваемого материала используется

песок, и установка контролирует выходную влажность

песка. На установках подобного рода можно сушить до 30-

4 0 видов сыпучих тел (за исключением жидкостей и тел,

имеющих форму которая может быть повреждена вследствие

пересыпания и падения под действием гравитации). Такими

материалами могут быть различные химические соли,

кирпичная глина, угольный пигмент, гранулы пластических

масс, каменная крошка, соль, силикаты, сульфаты,

23

опилки, песок; множество сыпучих продуктов питания, круп, фруктов, овощей и т.п. Каждый из высушивающихся продуктов имеет свою критическую влажность Хпг,

Lf

определяющую предел, выше или ниже которого высушенное сырье должно иметь выходную влажность X .

Сотрудниками лаборатории совместно с учеными из других стран исследуются возможности установки управляющих устройств, в частности контроллеров на нечеткой логике [ 1 ] в контур системы управления - для обеспечения стабилизации процесса сушки при изменении влажности исходного материала. Данная установка используется в качестве тестового устройства в ряде совместных международных проектов по разработке контроллеров на нечеткой логике, методов контроля искусственного интеллекта и нейросетей. Аналог такой установки существует в Испании для проведения независимых экспериментов по ее управлению.

Установка снабжена множеством контрольно- измерительных устройств, датчиков температуры, влажности, давления и т.п., существует огромное количество экспериментальных данных, собранное по входным и выходным параметрам этой системы управления в окрестности множества рабочих точек функционирования этой системы. Данные с датчиков поступают на многофункциональные контроллеры «DAMATIC XD», «DAMATIC XDi» и обрабатываются на рабочей станции фирмы «Valmet Automation». Аппаратура и программное обеспечение «DAMATIC XD» позволяют управлять любыми параметрами системы барабанной сушки в любой момент времени, также позволяет осуществлять мониторинг за текущими значениями параметров сушилки в реальном времени online и получать их значения в числовом и графическом виде на экране монитора. Система «DAMATIC XD» позволяет задавать также любые законы управления для коррекции процесса сушки, внедрять управление с нечеткой логикой, обычные ПИД-регуляторы, которые предназначены при изменении входных параметров системы и смещении рабочих точек поддерживать выходную влажность высушиваемого материала на должном уровне.

Данная система барабанной сушки является сильно инерционной в смысле величины временного промежутка перед откликом выходного параметра на внешнее ступенчатое воздействие. Отклик наступает в интервале от 10 до 60 минут. Обычно выходная влажность высушенного песка начинает изменяться через 15 минут после изменения входной влажности материала.

Принцип работы установки следующий:

Сухой песок из бункера подается по винтовому конвейеру, где он увлажняется водой до определенного процента влажности, в горловину цилиндрического сушильного барабана, который вращается вокруг своей оси под небольшим углом к плоскости горизонта, перемешивая внутри песок с помощью специальных лопаток. В верхнюю часть барабана через воздушный патрубок подается горячий сушащий воздух, который турбулизируется воздушными направляющими и распределяется по всей внутренней поверхности сушильного барабана. Там он смешивается с влажным песком, равномерно пересыпающимся

Рисунок, 1, в. Cyutx.-- песка внутри вр^даю-цегсся барабана.

благодаря специально загнутым лопаткам на внутренней п о в е рхиос ти б а р а б а и а, что показ аио на ри с . 1,6:

На выходе О а р а б а иа сухой песо к о тд ел я е т с я от сушащего воздуха и высыпается на мини-транспортер, который затем подает его на основной ленточный конвейер, обеспечивающий возвращение песка обра тно в бункер, Теплый воздух, отделяемый от песка фильтром в конце барабана, отсасывается вытяжным вентилятором по выходному воздуховоду. В конце воздуховода

располагается фильтр-циклон, предназначенный для окончательной очистки воздуха от пыли. Очищенный и остывший отработавший воздух выпускается в атмосферу.

<< | >>
Источник: Янюк Ю. В.. Математическое моделирование и оптимизация процессов сушки сыпучих материалов в сушильной установке барабанного типа / Диссертация / Петрозаводск. 2003

Еще по теме 1.2 Сушка в установках барабанного типа и типичная сушильная установка (устройство, принцип действия).:

  1. 1?7 Общие модели сушильной установки барабанного типа.
  2. Янюк Ю. В.. Математическое моделирование и оптимизация процессов сушки сыпучих материалов в сушильной установке барабанного типа / Диссертация / Петрозаводск, 2003
  3. 1.3 Задач и упра вл е ии я пр оце с сом сушки в бар а ба и н ой сушильной установке.
  4. ПРИЛОЖЕНИЕ З ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ РАБОТЫ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
  5. Установки кавитационного типа (с баросмесителями)
  6. Два типа установки
  7. 2.6.5. Влияние типа привода буровой установки на энергетические затраты при СПО
  8. ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
  9. УСТАНОВКИ
  10. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
  11. Экстравертная установка.
  12. Интровертная установка
  13. 5.1. Описание работы пилотной установки
  14. 6.1. БИОАКУСТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
  15. УСТАНОВКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ