Определение и оптимизация параметров тепловой обработки минераловатного ковра двойной плотности
Методика определения параметров тепловой обработки
Тепловая обработка минераловатного ковра двойной плотности осуществляется путем прососа теплоносителя сквозь слой ковра. Процесс зависит от группы характеристик ковра (в том числе его слоев) и параметров управления процесса. Для выбора параметров тепловой обработки используются результаты, полученные в разд. 3, при построении номограмм выбора параметров тепловой обработки ковра однородной структуры.
Оценка параметров тепловой обработки ковра однородной структуры проводилась с использованием положений теории тепло- и массопереноса в пористой среде, которой и является минераловатный ковер. С использованием аппарата дифференциального анализа и методик теории подобия были установлены зависимости воздухо- и массопроводности через минераловатный слой с определенными свойствами, результатом обработки которых стали номограммы определения гидравлического сопротивления ковра, продолжительности тепловой обработки и длины конвейерной камеры в зависимости от характеристик ковра, свойств волокна и параметров теплоносителя.
Базовые параметры тепловой обработки определяют с помощью номограмм (см. рис. 30, 39, 40), варьируемые параметры — с помощью номограмм на рис. 55, 56, 57. Определяют гидравлическое сопротивление ковра переменной плотности, продолжительность тепловой обработки и минимальную длину конвейеров камеры тепловой обработки.
Рис. 55. Номограмма для определения гидравлического сопротивления минераловатного ковра слоистой структуры
Рис. 56. Номограмма для определения продолжительности тепловой обработки минераловатного ковра слоистой структуры
Рис. 57. Номограмма для определения минимальной длины конвейерных камер в зависимости от характеристик минерального ковра слоистой структуры и параметров тепловой обработки
Гидравлическое сопротивление ковра переменной плотности ДРф определяют по номограммам рис. 32 и 39 и по формуле
где АР0 — гидравлическое сопротивление минераловатного ковра, кПа; Кг — коэффициент, учитывающий перфорацию лент конвейера; ДР, — гидравлическое сопротивление ?-го слоя, кПа; I — количество слоев.
Гидравлического сопротивление ?-го слоя АР, определяют с использованием номограмм рис. 32 и 39 по формуле
где АР — гидравлическое сопротивление минераловатного ковра со связующим, введенным методом распыления при заданной скорости продувки теплоносителя, кПа; К0 — коэффициент постоянных свойств; Кш — коэффициент, учитывающий толщину ?-го слоя; Кр1 — коэффициент, учитывающий среднюю плотность ?-го слоя.
Коэффициенты Кш и К(„ определяются по номограмме на рис. 55. Так как ковер первоначально был единым, то коэффициент постоянных свойств Ко считается равным для каждого из слоев. Коэффициент К0 рассчитывают по формуле
где Кх — коэффициент, учитывающий содержание неволокнистых включений (корольков); Кс — коэффициент, учитывающий содержание связующего; К(1 — коэффициент, учитывающий диаметр волокон; Кс — коэффициент учитывающий температуру теплоносителя; Ки — коэффициент, учитывающий влагосодержание минераловатного ковра.
Определение продолжительности тепловой обработки минераловатного ковра т осуществляют по формуле
где тj — продолжительность тепловой обработки ?-го слоя минераловатного ковра, определяемая по номограмме рис. 39 и по формуле
где т„ — продолжительность прогрева при установленной скорости теплоносителя, мин; К'нК'р — коэффициенты, учитывающие толщину и плотность ?-го слоя минераловатного ковра, определяются по номограмме рис. 56; коэффициент постоянных свойств определяется по номограмме рис. 32 и по формуле
где К'и — коэффициент, зависящий от влагосодержания материала; К[ — коэффициент, зависящий от температуры теплоносителя; Кт — коэффициент, зависящий от массы 1 м2 транспортера; Кгр — коэффициент, зависящий от температуры нагрева транспортеров; Кс0 — коэффициент, зависящий от температуры в цехе; Кю- 1 при 10<Г0<30.
Из всех рассчитанных значений т, выбирают максимальное и его принимают за длительность тепловой обработки. Подобный подход к выбору времени тепловой обработки определяется условием неразрывности потока, принятым в теории гидродинамики капельных и сжимаемых жидкостей. При этом учитывается, что часть потока тепла может пройти вне ковра за счет недостатков в устройствах камер (неплотностях разделительных зон или между конвейером и стенками камеры). В общем случае эти потери можно минимизировать сосредоточенным подводом теплоносителя.
Определение минимальной длины конвейерной камеры Ьт{п осуществляется по номограммам рис. 39 и 40 и по формуле
где 1т|п(0 — длина камеры, необходимая для прогрева ?-го слоя минераловатного ковра установленной плотности до заданной температуры; п — количество слоев.
здесь Кш — коэффициент, зависящий от толщины ?-го слоя; К<$ — коэффициент постоянных свойств, рассчитываемый по номограмме рис. 57 и по формуле
где К"— коэффициент, зависящий от температуры теплоносителя; Ки — коэффициент, зависящий от скорости теплоносителя; Кш — коэффициент, зависящий от степени неравноплотности ковра; К'ц — коэффициент, зависящий от начального влагосодержания ковра.
