Автоматизация технологического процесса сушки керамического кирпича на основе многосвязных однотипных систем управления

• Автор: Прокопенко, Михаил Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 228 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.
1. АНАЛИЗ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ИССЛЕДОВАНИЯ КАК МНОГОСВЯЗНОГО ОДНОТИПНОГО ПРИ РАЗРАБОТКЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ СУШКИ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА.
1.1. Значение и характеристики стадии сушки в технологическом процессе производства керамического кирпича
1.2. Анализ существующих способов реализации технологического процесса сушки керамического кирпича и степени их автоматизации.
1.3. Анализ возможности применения теории многосвязных однотипных систем для исследования камерных сушилок периодического действия

1.4. Формулировка цели и постановка задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ СУШКИ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА В КАМЕРЕ, КАК СЕПАРАТНОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ.
2.1. Разработка математической модели распределения теплоносителя в камерной сушилке в процессе термовлажностной обработки керамического кирпича

2.2. Построение математической модели сушки керамического кирпича

2.3. Проверка адекватности полученных моделей на реальном производственном объекте.
2.4. Разработка и расчет оптимального по быстродействию режима сушки керамического кирпича
3. РАСЧЕТ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕГЛАМЕНТОВ СУШКИ ДЛЯ ОДНОТИПНОГО МНОГОСВЯЗНОГО ОБЪЕКТА
3.1. Разработка математической модели, описывающей взаимодействие сушильных камер в общем технологическом регламенте производства.
3.2. Разработка алгоритма расчета оптимального технологического регламента процесса сушки.
3.3. Исследование динамики сушки изделий в камерных сушилках периодического действия
4. РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ СУШКИ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА
4.1. Разработка функциональной схемы автоматизации управления процессом сушки в отдельной камере.
4.2. Разработка структуры микропроцессорной системы автоматизации, обеспечивающей выбор и стабилизацию оптимальных рабочих режимов камерных сушилок.
4.3. Реализация автоматизированной системы управления технологическим процессом сушки керамического кирпича
4.4. Оценка эффективности системы автоматизированного управления камерными сушилками.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Этот вид сушки является основным в керамической промышленности. При терморадиационном способе сушки испарение влаги происходит за счет тепла, передаваемого материалу излучением от нагретых поверхностей. В качестве источника инфракрасного излучения применяются газовые горелки с излучающими насадками или зеркальные лампы. В последнем случае этот вид сушки характеризуется сравнительно высоким удельным расходом электроэнергии на 1 кг испаренной влаги, поэтому чаще применяется комбинированная радиационноконвективная сушка как более экономичная. При радиационном методе сушки сушильным агентом является также воздух, но в этом случае он служит в основном для отвода влаги из высушиваемых изделий, а нагревание изделия и выделение влаги из него происходит в результате радиационного нагрева от теплоизлучателей проволочных электронагревателей, газовых беспламенных горелок, электроламп с расширенной частью спектра инфракрасного излучения и др. При сушке токами высокой частоты нагрев тела происходит за счет тепловых эффектов, вызванных в материале воздействием электрического поля высокой частоты. При этом способе сушки материал прогревается одновременно по всей массе. За счет градиента температуры по толщине тела возникает перемещение влаги, направленное от центра к поверхности. Меняя частоту поля, мощность и интенсивность испарения, можно регулировать величину перепада влажности. При высокочастотной сушке скорость нагрева материала, в раз больше, а скорость сушки в раз выше, чем при конвективной сушке. К числу недостатков данного способа относят высокий удельный расход электроэнергии, сложность применяемого оборудования и эксплуатации сушилки, ее низкий коэффициент полезного действия и др. В настоящее время этот вид сушки в керамической промышленности не применяется. При контактной электросушке токами промышленной частоты изделие включается в электрическую цепь в качестве омического сопротивления и при прохождении через него электрического тока выделяется тепло. Так как электропроводность керамических изделий зависит от влажности, то при малой влажности около 3 электропроводность резко уменьшается и сушка практически прекращается. К числу достоинств этого вида сушки относятся экономичность процесса, простота обслуживания установок, высокая скорость протекания процесса. Контактную электросушку можно применять для сушки крупногабаритных изделий с остаточной влажностью не ниже . При сушке с применением сброса давления происходит ускорение фазового превращения, ведущего к увеличению градиента общего давления и, как следствие, повышение интенсивности сушки. Сущность метода заключается в том, что влажный материал загружается в герметически закрывающийся баллон, который снаружи нагревается. При этом происходит частичное испарение жидкости, что приводит к повышению давления образовавшегося пара до 8 ат. Затем давление резко снижают до 5 ат. И снова повышают до 8 ат. Температура материала при этом достигает С. Сброс и подъем давления повторяют несколько раз. Спуск пара длится минут. Более экономичными являются комбинированные виды сушки конвективновысокочастотная и радиационновысокочастотная, при которых электроэнергию расходуют только на создание положительного перепада температур в материале, а испарение влаги происходит за счет подвода тепла конвекцией или излучением. Существующие сушилки могут быть подразделены на группы по ряду признаков . Соответственно различают сушилки камерные, подовые, туннельные, конвейерные и пневматические. Рассмотрим подробнее основные типы сушильных агрегатов и установим степень их автоматизации в современных условиях производства 1. Камерные сушилки обычно используются в виде отдельных камер или блоков, состоящих из нескольких самостоятельных камер рис. Размеры камеры длина от 8 до . Процесс сушки осуществляется циклично, загрузка и выгрузка материала происходит периодически. Сушилки могут работать как на дымовых газах, так и на подогретом воздухе. Конструктивно камерные сушилки снабжены каналами принудительной циркуляции сушильного агента рис.