Совершенствование процессов контактно-конвективной сушки картона и бумаги

• Автор: Бойков, Лев Михайлович
• Шифр специальности: 05.14.04, 05.21.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 422 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

I. ТЕПЛО И МАССОПЕРЕНОС Ш СУШКЕ КАПИЛЛЯРНО ПОРИСТЫХ

ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ Щ.

1.1. Тепло и влагоперенос при контактной сушке .

8. Тепло и масоообмен между влажным материалом и

окружающей средой

1.3, Закономерности переноса энергии и вещества в

пористых волокнистых средах

1.3Л. Фильтрационный перенос вещества

1.3.2. Молекулярная диффузия.

1.3.3. Конвективная диффузия
1.3.4. Кипение и испарение
1.4. Эффективность контактной сушки .
1.5. Эффективность конвективной сушки
1.6. Дифференциальные уравнения тепло и массопереноса
при сушке
1.7. Приближенные методы инженерных расчетов процесса сушки .
1.7.1. Метод расчета предложенный А.В.Лнжовым
1.7.2. Метед обобщенных кривых.предложенный
В.В.Красниковым
1.7.3.Метод обобщенных кривых .разработанный
А.И.Ольшанским
1.7.4. Метед расчета высокоинтенсивного внутреннего тепломассопереноса.предложенный П.П.Луциком .
1.7.5. Двухзональный метод расчета .
1.7.6. Расчет процесса сушки бумаги и картона по приближенной методике П. А.Жучкова
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОШ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУШКИ
2.1. Теплоэнергетическая эффективность сушки при различных
способах энергоподвода .
2.2. Обобщенная характеристика процесса сушки
2.3. Дифференциальные уравнения тепломассопереноса
при сушке волокнистых материалов
2.4. Решения уравнений тепломассопереноса при конвективной сушке
2.5. Решения уравнений тепломассопереноса при контактной сушке .
2.6. Приближенные уравнения контактной сушки
бумаги и картона
2.7. Уточнение методики приближенного расчета сушильной части бумага и ка ртонод ела тельных машин.
2.8. Влияние различных факторов на повышение эффективности работы контактных сушильных установок
2.9. Оптимизация конструкции сушильной части бумаго
и картон одела тельных машин
2Физическая и математическая модели переноса влаги
внутри материала и затраты теплоты на перенос .
3. ШИЯШЕ СПОСОБА ЭНЕРГОПСЩВОДА Я А КАЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КРОВЕЛЬНОГО КАРТОНА
3.1. Композиционный состав и свойства кровельного картона
3.1.1. Исходное сырье и композиция материала
3.1.2. Характеристика пористой структуры
3.1.3. Теплофизические свойства картона
3.2. Дери вато гра фи чес кий метод исследования пористой
структуры кровельного картона
Формы связи влаги с материалом. Г
3.4. Влияние сушки на качественные показатели волокнистых материалов. ИЗО
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЩОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУШКИ
КРОЕЕШОГО КАРТОНА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ЭНЕРГОЯОДЮДА . Конвективная сушка картона. Сушка в условиях вынужденного потока горячего воздуха .
4.2. Контактная сушка кровельного картона
4.2.1. Исследование кинетики сушки картона на лабораторных установках .
4.2.2. Промышленные исследования сушки картона
на картоноделательных машинах .
4.3. Нетрадиционные методы сушки кровельного картона
4.8.1. Радиационная сушка.
4.3.2. Радиационноконвективная сушка
4.3.3. Контактноконвективная сушка .
4.3.4. Фильтрационная сушка.
5. РАЗРАБОТКА ШСОКОЭФФЕКГИВНОГО ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО
ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПЕРСПЕКТИВНОГО РАЗШТИЯ ОТРАСЛИ
5.1. Разработка высокоэффективной конвективной сушильной установки
5.2. Повышение эффективности сушки на действующих машинах
5.2.1. Обоснование возможности совершенствования конструкции сушильных установок .
5.2.2. Усовершенствование тепловых схем и систем конденсатоудаления сушильных установок
5.2.3. Оценка эффективности работы парового ящика
5.2.4. Механизм цилиндровой сушки пористых
волокнистых материалов.
5.2.5. Обоснование высокоэффективного механизма
сушки картона и бумаги
РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНОЙ РАБОТЫ И ШВОДЫ
Список использованной литературы


Интенсивность молярного переноса во много раз выше влагопро водности под действием диффузионных и капиллярных сил. Р . Л дх Ч3хг д у2 д 1. Уравнения 1. Вследствие сложности описания геометрии потока математическая модель молярного переноса вещества в пористой среде ламинарная фильтрация, как правило, строится не на основе траекторий элементарных струек жидкости, движущейся по отдельным порам и капиллярам, а с помощью статического метода, учитывающего сум марное влияние структуры капиллярнопористого тела на результирующий поток жидкости в пористой среде. Для этого вместо уравнения движения вязкости жидкости НавьеСтокса используют формулу Зйлера для идеальной жидкости с введением фиктивных сил, заменяющих эффект вязкости. При изучении молярного переноса массы в крупнопористой среде установлено , что линейный закон сопротивления Дарси нару шается, и при достаточно больших скоростях потока сопротивление становится пропорциональным квадрату скорости, т. Дарси должен быть заменен более общим. При этом принципиальная возможность исследования движения жидкости в пористой среде с помощью системы НавьеСтокса не вызывает сомнений. X коэффициент трения при движении среды С постоянный коэффициент. Постоянная и показатель степени зависят от режима движения. Так, для ламинарной области постоянная С, а I при турбулентном режиме С0,, 0,. Анализ экспериментальных и теоретических данных показывает, что коэффициент тре ния и толщина пограничного слоя при турбулентном режиме движения возрастают по длине быстрее, чем при ламинарном режиме. Простейшей моделью структуры пористого материала является идеальная структура, состоящая из ряда цилиндрических пор, оси
критерий Эйлера. Площадь поперечного сечения всех поровых трубок элемента идеальной структуры с площадью ос нования Г и пористостью П определяется произведением ПР. СС гид П 5 уд , где уд удельная поверхность, Зуд Ь1По1э . Экспериментальные данные и их анализ позволяют сделать вывод, что и в ламинарной и в турбулентной областях движение жидкости в пористой среде следует рассматривать как внутреннюю задачу, аналогичную задаче движения в шероховатых трубах. Для характеристики условной шероховатости пористой среды предлагается использовать понятие просвета . Просвет определяет сте пень сужения площади живого сечения для движения жидкости в узком месте порового канала фиктивной пористой структуры. А,5 П1 . Д Р д
Как правило, в структуре пористого волокнистого материала фильтрационный поток ламинарный. Поэтому для расчета плотности фильтрационного потока используют закон Дарси. В процессе сушки волокнистых материалов помимо фильтрационно го переноса происходит молекулярная диффузия влаги. Закон сохранения массы характерен как для всей среды в целом, так и для любого ее компонента. При этом перенос вещества происхо. Эх Иду гдг дхдЧг д2г. Уравнение переноса вещества 1. ФурьеКирхгофа и движения 1. Течение газа в цилиндрическом капилляре происходит по закону Пуазейля, если радус капилляра достаточно велик в узком капилляре по закону Кнудсена. Существует интерполяционная формула , охватывающая оба крайних случая и переходную зону. Поток вещества, проходящий через трубку радиуса 7 и длины Ь ,
тг ЯггйР г2 Р г Угп V и 8рп Ьъ яятм 1. Р перепад давления Т абсолютная температура вещества Р среднее давление в трубке вязкость К газовая пос тоянная М молекулярный вес Е постоянная Адзуми, для прос того газа Е 0,9, а для смеси газов Е 0,. Первое слагаемое описывает цуазейлевское течение в широких порах, второе эффект скольжения в узких порах. Влияние пористой структуры на диффузию сводится к определе нию эффективного коэффициента диффузии Ъ . ЭС,СгЬ . Поток в реальной пористой среде зависит от структуры. Если поры представляют собой цилиндры постоянного сечения 5 с извилистостью , то истинная длина каждой поры равна I. Когда на единицу внешней поверхности среды приходится М пор, то объем поров ого пространства, заключенного в этом слое и отнесенного к единице внешней поверхности, равен ЬлГ. Пористость слоя опреде ляется по выражению
Диффузионный поток в каждой поре равен Ь .