Система захисту. По сигналі «У схему захисту» - відкривається магістраль Gог, закриваються всі інші магістралі

По сигналі «У схему захисту» - відкривається магістраль G_ог, закриваються всі інші магістралі.

Лекція 13.Автоматизація процесу сушіння.

13.1. Основні параметри сушильного агента й матеріалу, як влагоносіїв.

13.2. Діаграми рівноваги при сушінні.

13.2.1. Діаграма при w = w*.

13.2.2. Діаграма w*= f(j) при q=const.

13.2. 3. Діаграма w - j рівноважної й робочої ліній процесу сушіння при прямотоку G_м і G_са (при різних температурах).

13.3. Кінетика процесу сушіння.

13.4. Крива швидкості сушіння.

13.5.Об'єкт управління.Схема барабанної сушарки прямоточної дії.

13.5.1. Структурна схема топки і змішувальної камери.

13.5.2. Інформаційна схема топки і змішувальної камери.

13.5.3. Структурна схема сушильного барабана.

13.5.4. Матеріальний баланс по твердій фазі.

13.5.5. Матеріальний баланс по газовій фазі.

13.5.7. Матеріальний баланс по кількості вологи в матеріалі.

13.5.8. Матеріальний баланс по кількості вологи в сушильному агенті.

13.5.9. Матеріальний баланс по загальній кількості вологи в процесі сушіння.

13.5.10. Інформаційна схема сушильного барабана.

13.6.Типова схема автоматизації процесу сушіння.

13.1. Основні параметри сушильного агента й матеріалу, як влагоносіїв.

Відносна вологість сушильного агента j:

(1)

На підставі рівняння Менделеева-Клапейрона можна одержати:

(2)

Відносна вологість матеріалу w - це

відношення маси вологи М_вл до загальної маси вологого матеріалу

М=М_см + М_вл, або до маси абсолютно сухого матеріалу М_см:

103

· Вологість, віднесена до всієї речовини :

, де М=var

· Вологість, віднесена до маси абсолютно сухого матеріалу:

, де М_см= const.

13.2. Діаграми рівноваги при сушінні.

13.2.1. Діаграма при w = w*.

На діаграмі прийняте w₁^* >w₂^*>w₃^*.

Рис.1.

З діаграми треба:

· При ¯ ® w^*¯ - ефективність сушіння підвищується;

· При q­®w*¯ - ефективність сушіння підвищується.

13.2.2. Діаграма w*= f(j) при q=const.

Рис.2.

· На мал. 2. наведені: 1 - діаграма при q₁; 2- діаграма при q₂;

3 -діаграма при q₃.

· За умови, що q₁ < q₂ < q₃

· З діаграми треба: При . При

13.2. 3. Діаграма w - j рівноважної й робочої ліній

процесу сушіння при прямотоку G_м і G_са

(при різних температурах).

Рис.4.

· На діаграмі представлена: 1 - Рівноважна лінія w=f(j) при q₁;

2 - Рівноважна лінія w=f(j) при q₂. 3- Робоча лінія w - j.

· На діаграмі прийнято: q₂ > q₁.

· З діаграми мал.4 треба:

. При q­ ® D_ср ­. При

13.3. Кінетика процесу сушіння.

· Рівняння масопередачі 1-го періоду сушіння з постійною швидкістю (Т₁):

(1)

де

G ДО=b_са - коефіцієнт масовіддачі від поверхні контакту в газову фазу;

G - середня рушійна сила процесу по сушильному агенті, де .

G Перший період сушіння відповідає зміні вологості матеріалу від .

G При наступає 2-ий період сушіння.

· Рівняння масопередач і (2)

де

G К - коефіцієнт масовіддачі від матеріалу до поверхні контакту фаз;

G ; .

G Другий період сушіння відповідає зміні вологості матеріалу від .

13.4. Крива швидкості сушіння .

Рис.5.

Можливі наступні співвідношення періодів сушіння:

1) Т_сушки = Т₁

2) Т_сушки = Т₂

3) Т_сушки = Т₁+ Т₂.

· При аналізі рівноваги ми розглянули процес сушіння, що характеризується першим періодом і рівнянням масо передачі (1).

13.5.Об'єкт управління.

Схема барабанної сушарки прямоточної дії.

1 - топка; 2 - змішувальна камера; 3 - сушильний барабан;

5 - циклон; 6 - вентилятор

Рис.6.

Газоподібне паливо G_т подається з первинним повітрям G_пв через пальники в топлення 1, де спалюється для одержання сушильного агента.

Формування сушильного агента здійснюється в змішувальній камері 2, куди подається вторинне повітря G_вв.

Вологий матеріал подається за допомогою автоматичного дозатора 7 у сушильний барабан 3. Барабан похило розташований й обертається зі швидкістю 4-5 про/хв, так що матеріал переміщається уздовж барабана й висушується до моменту влучення в бункер 4 до певної вологості w_см.

Сухий матеріал G_см відвантажується з бункера 4 автоматичним дозатором 7.

Відпрацьований сушильний агент G_са в циклоні 5 очищається від пилу й вентилятором 6 виводиться із процесу.

Показник ефективності процесу - вологість сухого матеріалу w_см.

Ціль управління процесом - підтримка w_див = w_см^зд.

13.5.1. Структурна схема топки і змішувальної камери.

Рис.7.

· Матеріальний баланс по газовій фазі.

Рівняння динаміки:

(1)

Рівняння статики:

. (2)

· Тепловий баланс.

Рівняння динаміки:

(3)

Рівняння статики:

(4)

13.5.2. Інформаційна схема топки

і змішувальної камери.

Рис.8.

· - можливі неконтрольовані обурювання;

· - можливі контрольовані обурювання;

· - можливі керуючі впливи.

· Висновки по аналізі топки й змішувальної камери як об'єкта управління:

;

.