Кинетика сушки глинозольной керамики полусухого формования

Кинетика сушки глинозольной керамики полусухого формования

Большинство строительных материалов представляют собой капиллярно-пористые тела, массообмен которых с окружающей средой определяется не только массо-отдачей (в основном влагоотдачей pm) с поверхности материала в окружающую среду, но и подводом влаги из внутренних слоев материала (массопроводностью am=f(U)) к поверхности раздела фаз.

Массопроводность определяет скорость массообмена материала со средой, а также влияет на физико-технические свойства самого материала в процессе его производства. Например, при сушке керамических изделий в результате направленности потока жидкой и газообразной фаз от центра к поверхности могут происходить при нерационально выбранных режимах термообработки необратимые нарушения структуры материала.

Плотность потока влаги, движущейся в материале за счет градиента влагосодержаний VU, определяется выражением [1]:

qm= - ampoVU, (1)

где ат - коэффициент массопроводности; ро - плотность абсолютно сухого материала.

Уравнение внешнего влагопереноса (влагоотдача от поверхности материала в окружающую среду):

qm= - рт(Рпм-Рпв)= - pm АР, (2)

где pm - коэффициент влагоотдачи, отнесенный к разности парциальных давлений АР; Рпм - парциальное давление водяных паров над поверхностью материала; Рпв- парциальное давление водяных паров в окружающей среде.

Значение коэффициента влагоотдачи рт в зависимости от скорости движения теплоносителя vг может быть подсчитано по выражению [2]:

Pm = 0,0229 0,0714vn (3)

Разность давлений АР определяется по формуле Рекнагеля [2]:

АР = 0,0013 • (65 6,75/v0 Ро,(к - tм), (4)

где Ро - барометрическое давление, ГПа; tc и tм - соответственно температуры сухого и мокрого термометров.

В данной статье рассматривается анализ полученных экспериментальных данных конвективной сушки глинозольных образцов-сырцов (Г :З=60:40%) полусухого формования при давлении прессования Р=15 МПа и формовочной влажности 12%.

В качестве сырьевых материалов для изготовления образцов использовались глина Верхнеландеховского месторождения и зотоотвалы Ивановской ТЭС-2.

На рис.1 приведена обобщенная кинетическая зависимость, полученная из кривых сушки (по методу Красникова) глинозольных образцов-сырцов различных толщин

284

при параметрах сушильного агента (воздуха): температура tc=110oC, скорость vr=3 м/с, относительная влажность воздуха ф=5%.

Рис.1. Обобщенная кривая сушки образцов-сырцов глинозольной керамики для различных толщин при давлении прессования 15 МПа

В результате обработки оптимизированных экспериментальных данных по кинетике сушки образцов-сырцов глинозольной керамики была получена зависимость для расчета коэффициента переноса внутренней влаги am=f(U) (рис.2) [3].

0.6

0.S ал о л 0.1

Рис.2. Зависимость коэффициента влагопроводности от влагосодержания материала при различных толщинах тела

Полученные зависимости позволяют определить интенсивность перемещения влаги и градиент влагосодержания внутри тела в процессе сушки и, как следствие, учитывать их значения при подборе оптимальных режимов термообработки без проявления негативных изменений структурно-прочностных свойств высушиваемого материала.

ЛИТЕРАТУРА

Сажин, Б.С. Научные основы техники сушки / Б.С. Сажин, В.Б. Сажин. - М.: Наука, 1997, 448 с.

Еремин, Н.Ф. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов / Н.Ф. Еремин. - М.: Высш. шк. 1986, 280 с.

Гусев Е.В., Клюшкина Е.С., Данилов К.А. Определение коэффициента переноса влаги при сушке капиллярно-пористого материала // Сборник статей XX международной научно-технической конференции «Информационная среда вуза». - Иваново,

2013. - с.759-763.

УДК 62.697

Количество показов: 534