Процесс высыхания сетки после пропитки происходит во времядвижении ее в потоке нагретого до 120 ^оС воздуха между рядами труб парового обогрева за счет конвективного теплообмена с окружающим воздухом и радиационного теплообмена с поверхностями нагрева.

Требуемый расход тепловой энергии, затрачиваемый в процессе сушки одного погонного метра пропитанной сетки различных видов можно определить из уравнений материального и теплового балансов, составленных согласно рекомендаций *).

Выполним расчет теоретического расхода тепловой энергии для сушки 1 погонного метра сетки СПАП-250 с шириной полотна 1 м.

Исходные данные для расчета:

- исходный вес сырья (стеклосетки до пропитки и сушки) G ₁равен весу пропитанной и просушенной стеклосетки(готовой СПАП-250)G ₂ =0,26 кГ/м²;

- вес пропитсостава на 1м² пропитанной до сушки сетки Р_п/с=0,19 кг/м² (определен на основании требований ТУ на изготовление сетки СПАП-250).

- влагосодержание в готовом продукте задано ТУ и составляет w ₂ = 2%,

- температура воздуха на входе в сушильные камерыt ₁ = 20, 10 и 0 С^о (температура окружающего воздуха t₁=10 ^oCсчитается среднегодовой в РБ);

- влагосодержание воздуха на входе в сушильную камеру d₁ = 0,007 кг/кг;

- температура воздуха на выходе из сушильных камер - t ₂ = 120 С^о;

- влагосодержание воздуха на выходе из сушильной камеры (перед вентилятором вытяжки) - d₂ = 0,034 кг/кг;

- энтальпия пара, поступающего на установку -  i _n = 2762 кДж/кг;

- энтальпия конденсатана выходе изустановки-   i_k = 410 кДж/кг;

- скорость движения сетки -                    V =10 м/мин;

- производительность вентилятора вытяжки - 6500 кг/час;

Определим удельный вес сырья, поступающего в сушильную камеру после пропитки:

G₁=G₂+Р_п/с= 0,26 + 0,19 = 0,45 кГ/м².

Определим часовой расход сырья:

М = G₁*V*60 = 0,45 * 10 * 60 = 270 кГ/час.

Определим влажность исходного сырья:

w₁ = (Р_п/с / G₁)*100%= (0,19 / 0,45) * 100 = 42%.

Определим массу влаги (растворителя), удаляемую при сушке в сушильной установке в течении часа:

) = 110 кГ/час.

Составим уравнение материального баланса для нахождения количества

воздуха, необходимого для поглощения и транспортировки удаляемой влаги:

W = F _в ( d ₂ – d ₁);                                          (1)

____________________________________________________________________

*) Лебедев П.Д. «Теплообменные сушильные и холодильные установки» - М.: Энергия, 1972 г.

где F_в –теоретически необходимое количество воздуха, поступающего в установку для обеспечения процесса сушки материала.

F_в = W / (d₂ - d₁) = 110 / (0,034 – 0,007) = 4200 кГ/час.

Примечание:

Для обеспечения компенсации неизбежно возникающих потерь гидравлического напора потока воздуха в установке и соответствующего снижения его транспортной способности реальный расход вытяжного вентилятора должен быть увеличен на 15-20%.

Поэтому для практических расчетов принимаем производительность установленного вытяжного вентилятора F_в = 6500 кГ/час.

Составим уравнение теплового баланса для сушильной установки, использующей в качестве теплоносителя сухой насыщенный пар:

F _в ( i _в2 – i _в1 ) = F _п ( i _п - i _к ),                                (2)

где F_п – теоретически необходимый расход греющего пара заданных параметров,

i_в1, i_в2 – энтальпия воздуха соответственно на входе в сушильную камеру установки и на выходе из нее в районе вытяжного коллектора.

Энтальпия воздуха находится по id – диаграмме состояния влажного воздуха или для атмосферного давления по формуле Л.К. Рамзина:

i_в = t + d*(2493 + 1,97*t).

По этой формуле находим:

i_в1 = 20 + 0,007 (2493 + 1,97 * 20) = 37,7 кДж/кг при t₁ = 20 ^оС,

i _в1 = 10 + 0,007 (2493 + 1,97 * 10) = 27,6 кДж/кг при t ₁ = 10 ^оС,

i_в1= 0 + 0,007 (2493 + 1,97 * 0) = 17,4 кДж/кг при t₁ =  0 ^оС,

i_в2 = 120 + 0,034 (2493 + 1,97 * 120) = 212,8 кДж/кг,

Теоретически необходимое количество тепла на нагрев воздуха в сушильной камере пропиточной машины можно определить из уравнения теплового баланса установки (2) по формуле:

Q = F_в (i_в2 – i_в1) = 6500 (212,8 – 27,7) = 1203150 кДж/час.

Переведем эту величину в систему единиц СГС, получим:

Q = 1203150 * 0,239 / 1000 = 288 мКал/час.

Или 272 мКал/час при 20^оС и 303 мКал/час при 0^оС, т.е. требуемое количество тепла необходимо изменять на 0,7% на каждые 10 ^оС изменения температуры наружного воздуха относительно 10 ^оС.

Приведем эту величину к производству 1000 погонных метров сетки. При скорости движения сетки 10 м/мин производительность пропиточной машины составит 600 м.п./час, тогда для 1000 м.п. или соответственно 1000 м² (ширинастеклосетки СПАП-250 составляет 1 м) расход тепла на подогрев воздуха и удаление влаги из 1000 м² сетки составит:

288мКал/600 м.п. * 1000 м.п. =480 мКал/1000п.м.

Для обеспечения этого расхода тепла на сушку сетки требуется расход греющего пара, который определим из уравнения теплового баланса установки:

F_п = Q / (i_п - i_к) = 1203150 / (2762 – 410) = 512кГ/час.

С учетом 5% потерь тепла на транспортировку пара от котельной и собственного КПД установки, равного 80%, усредненный реальный расход пара на производство стеклосетки составит:

F = F п / 0,8 / (1-0,05) = 512 / 0,8 / (1 - 0,05) = 674кГ/час

Удельный расход тепла с паром на производство сетки кроме этого должен включать и потери тепла с конденсатом, подлежащим утилизации согласно п.62 «Правил пользования тепловой энергией», что составит:

Q_СПАП-250 = F * i_п = 674 * 2762 = 1861588 кДж/час.

Переведем эту величину в систему единиц СГС и преобразуем в удельный расход тепла на 1000 м.п. стеклосеткиСПАП-250 шириной 1 м:

Q_СПАП-250 = 1861588 * 0,239 / 600 = 742мКал/1000 м.п.