Содержание к диссертации
Введение: 4
Главаї. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ 8 СУШКИ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
Технология сушки керамического кирпича; 8
Закономерности переноса влаги в твердой фазе. 11
Методы математического моделирования и расчета 14 тепломассопереноса в процессах сушки;
1.3.1. Экспериментально - теоретические г методы. анализа процессов 14
сушки.
1.3:2;. Дифференциальные уравнения сопряженного: 24
тепловлагопереноса.
1.3.3. Методы решения задач тепломассопереноса. 29
Зональный) метод определения тепломассопереносных 33 характеристик влажных тел в строительной индустрии;
Некоторые аспекты использованиям золы гидроудаления в і 35 строительной индустрии,
Постановка: задача теоретического и эксперементального 41 исследований процессов сушки тел конечных размеров на основе глина-зола.
Глава 2 ГИГРОТЕРМИЧЕСКИЕ И ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСНЫЕ 43
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗОЛОКЕРАМИЧЕСКОЙ ШИХТЫ;
2Л. Определение внутренней пористой структуры золокерамическойі 43
шихты.
2.2. Определение теплофизических и массопереносных 52
характеристик влажной зологлиняной шихты.
Глава 3; ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ 78
ЗОЛОКЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА.
3; 1. Определение коэффициентов тепло- и массоотдачи при: сушке- 78:
керамического кирпича.
3;21 Исследование процесса сушки: золокерамического кирпичам в 86
лабораторной туннельной сушилке.
3.3; Обсуждение результатов исследования. 89
3;4. Прочностные и; усадочные характеристики высушенного 106
материала;
3.5. Определение коэффициентов тепло- и температуропроводности 114
готовых изделий.
Глава 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 117
ВЗАИМОСВЯЗАННОГО ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В ТЕЛЕ
КОНЕЧНЫХ РАЗМЕРОВ,
4Л.. Общие физические представления. 117
4.2. Решение краевой задачи тепловлагопереноса в неограниченной 119
пластине.
Анализ полученных решений. 130
РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОГО МЕТОДА РАСЧЕТА 135
ПРОЦЕССА СУШКИ ЗОЛОКЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА.
Задачи расчета. 135
Блок - схема алгоритма математического описания процесса 136
термообработки золокерамического кирпича в туннельной
сушилке.
Численный эксперимент процесса сушки тел конечных размеров 139
в конвейерно-поточной сушилке и проверка адекватности
математического описания.
Рекомендации для практического использования результатов 142
исследований.
Заключение. 144
Основные обозначения. 146
Литература. 147
Приложение.
Введение к работе
Изменившиеся в последние годы экономические условия, резкий рост стоимости энергоносителей и сырья, истощение наиболее крупных и легко доступных месторождений сырья, истощение наиболее крупных и легко доступных месторождений сырья для производства строительных материалов выдвигает на первый план проблему разработки новых ресурсо- и энергосберегающих технологий: и использование вторичных минерально-сырьевых ресурсов. В связи с этим возникает необходимость поиска новых дешёвых сырьевых источников для производства стеновых керамических изделий. Для этих целей наибольший интерес представляют золошлаковые смеси и зола гидроудаления теплоэлектростанций. Минеральная их часть по химическому и минералогическому составу близки к глинистому сырью, а органическая - позволяет использовать их в качестве топливного компонента шихты, что значительно сокращает расход топлива на обжиг изделий, уменьшает расход исходного сырья и оздоровляет экологическую обстановку в районах золоотвалов /1/.
По существующей технологии получения керамического кирпича в строительной промышленности одной из наиболее важных стадий, определяющих качество продукции и технико-экономические показатели процесса в целом, является сушка /2-4/.
При возрастающих объемах производства строительных материалов возрастает и роль сушки, как технологического процесса. Большинство отечественных предприятий на стадии термообработки используют конвективные сушильные установки, в которых теплота к высушиваемому материалу подводится от нагретого воздуха, циркулирующего внутри установки. Чаще всего сушила работают неэкономично, с высокими значениями удельных расходов теплоты и воздуха. В связи с этим, возникает необходимость усовершенствования технологии получения керамических изделий, позволяю-
5 щей выпускать продукцию необходимого качества в требуемом количестве. Такая разработка требует теоретического и экспериментального изучения явлений тепло- и массопереноса при сушке керамических изделий, в которых часть глинистого сырья заменена золой ТЭЦ.
Методика расчета сушилок строительной отрасли базируется на тепловых и материальных балансах и применении у - х диаграммы. Они дают приближённые результаты и не позволяют решать проблемы выбора оптимальных режимных параметров процесса сушки. Методика расчёта таких процессов должна базироваться на теории тепломассопереноса, учитывающей не только различие граничных;условий, а также изменение теплофизи-ческих и массопереносных характеристик, как сушильного агента, так и высушиваемого материала. На решение этих вопросов и направлена теоретическая часть диссертации.
Целью данной работы являлось: разработка математической модели процесса взаимосвязанного тепло - и массопереноса при сушке золокерами-ческого кирпича в туннельной сушилке; определение наиболее приемлемого количественного соотношения глина - зола; исследование влияния гранулометрического состава золы, введённой в шихту; нахождение рациональных параметров ведения процесса; экспериментальное определение коэффициентов, характеризующих внутренний и внешний перенос теплоты и массы; выдача рекомендаций к промышленному использованию результатов исследования.
Исследования проводились в соответствии с координационным планом НИР по направлению 2.27 «Теоретические основы химической технологии » на 2001-2005 гг. Раздел 2.27 2.8.6. «Исследование гидродинамики и тепломассообмена в комбинированных агрегатах для сушки органических и неорганических продуктов».
НАУЧНАЯ НОВИЗНА ДИССЕРТАЦИИ
Предложена математическая модель процесса тепломассопереноса при сушке тел конечных размеров, решённой комбинированным методом, особенностью которого является аналитическое решение краевой задачи тепломассопереноса с последующим привлечением численных методов, позволяющих учитывать изменения коэффициентов переноса и теплофизических характеристик сушильного агента и высушиваемого материала в течении процесса сушки.
Изучены гигротермические и физико - химические свойства золокерамической шихты при различном содержании золы ТЭЦ в
Зншаиьным методом определены коэффициенты теплопроводности и влагопроводности золокерамической шихты, которые представлены в виде эмпирических выражений в зависимости от влагосодержания и температуры материала, количества и гранулометрического состава золы гидроудаления.
Получены критериальные уравнения для расчета коэффициентов внешнего тепломассопереноса.
Разработан инженерный метод расчёта процесса сушки золокерамиче-ского кирпича в туннельной сушилке.
Автор защищает:
Результаты экспериментальных исследований по сушке золокерамиче-ского кирпича в туннельной сушилке с конвективным подводом теплоты.
Эмпирические выражения для расчета коэффициентов тепломассопереноса.
Результаты исследований по внешнему тепломассопереносу; критериальные уравнения для расчета коэффициентов тепло- и массоотдачи.
Математическое описание взаимосвязанного тепломассопереноса при сушке тел конечных размеров.
8 I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Похожие диссертации на Исследование процесса сушки золокерамического кирпича и совершенствование технологии его производства
