книги / Скоростная сушка гипсовых и гипсобетонных изделий

Обычно тепло- и массообмен в процессах конвективной суш­ ки материалов при вынужденном движении влажного воздуха или газовоздушной смеси описывают критериальными уравне­ ниями вида

Тепловой и массообменный критерии Nu представляют отно­ шение плотности действительного потока тепла (пара), оп­ ределяемого через коэффициенты теплообмена а и массообмена а'} к плотности потока тепла (пара), который имел бы место в условиях чистой теплопроводности (диффузии) в слое тол­

щиной /; Re= — — критерий Рейнольдса, определяющий ги-

V

дродинамический режим потока (в частности, турбулентность); критерий Re характеризует меру отношения сил инерции к си­

*р __у*

— —-----— — параметрический критерий Гухмана, учитываю-

щий влияние массообмена на коэффициент теплообмена при конвективной сушке; Тс — температура среды в ° К; ТЬ1— тем­ пература мокрого термометра в 0 К.

Многими исследователями было установлено, что коэффици­ ент теплообмена при испарении жидкости со свободной поверх­ ности или в процессе конвективной сушки пористых тел боль­ ше коэффициента теплообмена при отсутствии испарения при одинаковых температурных и гидродинамических условиях. Не­ которые авторы полагают, что увеличение коэффициента тепло­ обмена при испарении происходит за счет турбулизации воз­ душного потока парами, образующимися у поверхности мате­ риала. А. В. Лыков, анализируя большое количество экспери­ ментальных данных, показал, что критерий Gu характеризует также затраты тепла на объемное испарение влаги в погранич­

шем повышении скорости (до 16,2 м(сек) оставалась практичен ски неизменной (точнее уменьшилась всего лишь на 1 мин).

Аналогичное влияние скорости теплоносителя на интенсив­ ность процесса наблюдалось также при сушке толстостенных гипсовых и гипсобетонных строительных материаловКак вид­ но из кривых сушки образцов гипсобетонных панелей толщи­ ной 80 мм (рис. 10, а), повышение скорости теплоносителя от

Рис. 9. Кривые сушки (а) и скорости сушки (б ) гипсовых листов при различных скоростях движ ения теплоносителя

/ —2 м/сек; 2 —м/сек; 3 —4,8 м/сек; 4 —8,8 м/сек; 5 —10,2 м/сек; 6 —12,5 м/сек;

проводились при постоянных температуре и влагосодержании теплоносителя, соответственно равных/=50° С и d=10 г/кг с. в.), Дальнейшее повышение скорости теплоносителя от 3 до 8 м/сек приводит к незначительному уменьшению длительности сушки гипсобетонных панелей (от 17 до 13—14 ч).

При сушке в тех же условиях гипсовых блоков толщиной 80 мм (сформованных без заполнителей) повышение скорости теплоносителя от 1 до 3 м/сек снижает время их сушки почти вдвое (с 32 до 18 ч). При дальнейшем увеличении скорости те­ плоносителя с 3 до 8 м/сек длительность сушки блоков до ко­ нечной влажности W=8% сокращается всего лишь на 3 ч.

Такая связь между скоростью процесса сушки и скоростью теплоносителя объясняется тем, что в первом периоде сушки интенсивность испарения влаги зависит от количества передан­ ного тепла. Увеличение скорости движения теплоносителя при­

ности, равной 8%, при температуре воздуха 50°С требуется 20 ч. При повышении температуры теплоносителя до 350° С вре­ мя сушки уменьшается до 1,5 ч.

Однако возможное, с точки зрения хорошего качества мате­ риала, увеличение температуры теплоносителя ограничено 100— 110° С, так как при более высоких температурах вследствие де­ гидратации гипса снижалась прочность изделий.

Повышение температуры воздуха от 50 до 100° С при сушке

Рис. 12. Кривые сушки (а) и скорости сушки (6) гипсобетонных панелей при различных температурах теплоносителя

/ — 350“ С; 2 — 300* С ; 3 — 250е С ; 4 — 200° С ; 5 — 150° С ; 6 — 100“ С ; 7 — 50“ С

до конечной влажности 5% с 22 до 12 ч. Дальнейшее увеличе­ ние температуры теплоносителя до 200 и 350° С позволяет уменьшить время сушки блока соответственно до 4,5 и 2 ч. Од­ нако, как и в предыдущих опытах, яри температуре теплоноси­ теля 100—110° С и выше наблюдалось ухудшение качества ма­ териала.

Повышение температуры воздуха, вызывало изменение зна­ чений первой и второй критических влажностей исследуемых материалов. По кривым (рис. 11,6) можно проследить, что критическое влагосодержание листовых гипсовых материалов (точки К\ и Kz) с повышением температуры теплоносителя из­ менялось по некоторой кривой, имеющей характерный мак­ симум.

Происходит это по следующим причинам. Повышение тем­