SU1133463A1

SU1133463A1 - Aerodynamic drying unit

Info

Publication number: SU1133463A1
Application number: SU833647881A
Authority: SU
Inventors: Олег Александрович Кремнев; Владимир Рудольфович Боровский; Мая Дмитриевна Коросташ; Леонид Мойше-Гершович Мишнаевский; Леонид Семенович Лизак; Эдуард Владиславович Шеренковский; Виктор Гаврилович Великодный
Original assignee: Опытное конструкторско-технологическое бюро Института технической теплофизики АН УССР
Priority date: 1983-09-30
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1985-01-07

Abstract

АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА преимущественно дл сушки однонаправленного стекловолокна , содержаща теплоизолированный, корпус и раз.мещенный в нем ротор вентил тора аэродинамического нагрева, отделенный от высущиваемого материала посредством экрана, отличающа с тем, что, с целью повышени качества сущки путем регулировани температурного пол , она дополнительно содержит паровой калорифер, расположенный между высущиваемым материалом и экраном на рассто нии от последнего, равном 0,15-0,2D, а экран выполнен в виде диска с диаметром, равным 1,0-1,2D, и расположен от ротора вентил тора на рассто I нии 0,25-0,3D, где D - диаметр всасывающего отверсти ротора вентил тора. (/}AERODYNAMIC DRYING INSTALLATION mainly for drying unidirectional fiberglass containing heat insulated body and housing rotor of aerodynamic heating fan separated in it, separated from the material being dried by means of a screen, characterized in that, in order to improve the quality of the substance by adjusting the temperature field, it additionally contains a steam heater located between the material being dried and the screen at a distance of 0.15-0.2 D from the latter, and the screen is made in the form of a disk with with a diameter of 1.0-1.2D, and is located from the fan rotor at a distance of 0.25-0.3D, where D is the diameter of the suction inlet of the fan rotor. (/}

Description

Изобретение относитс к конструкции устройств аэродинамического нагрева, в которых основным генератором тепла служит центробежный нагревательный ротор, приводимый во вращение электродвигателем, предназначено дл сушки однонаправленного стекловолокна и может быть использовано в легкой, химической и пищевой промыщленности в тех случа х, когда требуетс высока равномерность и интенсивность процесса сущки или термообработки.The invention relates to the design of aerodynamic heating devices, in which the main generator of heat is a centrifugal heating rotor, driven by an electric motor, designed to dry unidirectional fiberglass and can be used in light, chemical and food industries in cases where high uniformity and intensity is required. process of heat or heat treatment.

Известна сушилка дл пиломатериалов, содержаща камеру с тепловентил ционным оборудованием, образующим рециркул ционный контур дл сушильного агента со всасывающим и нагнетательным каналами меж ду щтабелем и стенками камеры, и размещенные в каналах направл ющие экраны, выполненные гофрированными, причем гофры экранов одной стороной расположены перпендикул рно направлению движени сущильного агента 1.The known lumber dryer contains a chamber with heat ventilation equipment that forms a recirculation loop for a drying agent with a suction and discharge channels between the divider and the chamber walls, and guiding screens arranged in the channels, corrugated, with corrugations of the screens perpendicular to one side. the direction of movement of the essential agent 1.

Недостатком этой сушилки вл етс неудовлетворительна интенсивность процесса сущки.The disadvantage of this dryer is the unsatisfactory intensity of the process.

Известна герметизированна теплоизолированна камера дл сушки пиломатериалов , содержаща вентил тор с атектроприводом , размещенный внутри камеры, при этом перед вентил тором со стороны входа циркулирующей паровоздушной смеси установлен металлический щит с центральным отверстием, диаметр которого меньше диаметра крыльчатки вентил тора, а электродвигатель привода вентил тора имеет несколько ступеней регулировани скорости 2.The known sealed heat-insulated chamber for drying lumber, containing a fan with athektroprivod placed inside the chamber, while in front of the fan on the inlet side of the circulating air-steam mixture has a metal shield with a central hole, the diameter of which is smaller than the diameter of the fan impeller, and the fan drive motor has several speed control steps 2.

Така конструкци установки позвол ет достичь высокой интенсивности обдува материала теплоносителем, но не обеспечивает поддержани необходимого режима, а также его изменени в процессе сушки по заданной технологической программе, поскольку регулирование температуры осуществл етс периодическим включением и отключением электродвигател , изменением направлени вращени ротора или изменением числа его оборотов. Указанные методы регулировани температуры привод т к значительным ее колебани м в процессе сушки.This design of the plant allows a high intensity of the material to be blown off by the coolant, but does not maintain the required mode, as well as its change during the drying process according to a given technological program, since the temperature is controlled by periodically turning the motor on and off, changing the direction of rotation of the rotor or changing its number. turns. These methods of temperature control lead to significant fluctuations during the drying process.

Наиболее близкой к изобретению вл етс аэродинамическа сушильна установка преимущественно дл сущки однонаправленного стекловолокна содержаща теплоизолированный корпус и размещенный в нем ротор вентил тора аэродинамического нагрева , отделенный от высушиваемого материала посредством экрана. Средство дл регулировани процесса сущки,в данной сушилке выполнено в виде жалюзийной решетки, установленной перед всасывающим отверстием центробежного ротора на экране, раздел ющем нагнетательную и всасывающую ветви рециркул ционного контура. Жалюзийна решетка представл ет собой набор поворотных лопаток, при помощи которыхClosest to the invention is an aerodynamic drying unit mainly for a unidirectional glass fiber containing heat-insulated body and an aerodynamically heated fan rotor inside it, separated from the material being dried by means of a screen. The means for regulating the process of the substance in this dryer is in the form of a louvered grille mounted in front of the suction port of the centrifugal rotor on the screen separating the pressure and suction branches of the recirculation circuit. The louvered grille is a set of rotating blades with which

поворачива их относительно оси, можно измен ть проходное сечение дл теплоносител , всасываемого центробежным ротором, и таким образом регулировать его температуру 3.turning them about the axis, it is possible to change the flow area for the coolant sucked by the centrifugal rotor, and thus regulate its temperature 3.

Однако добитьс плавного и точного регулировани температуры во времени в известном устройстве практически невозможно ввиду того, что даже при незначительном увеличении рассто ни между жалюз ми (лопатками) резко увеличиваЕОтс However, it is practically impossible to achieve a smooth and accurate temperature control in time in the known device due to the fact that even with a slight increase in the distance between the louvers (blades) the EOS

расход циркулирующего теплоносител и потребл ема электродвигателем мощность, а температура в камере возрастает. Кроме того, различна скорость теплоносител по сечению рабочей камеры (больще по центру камеры, меньше - по периферии) приводитthe flow rate of the circulating coolant and the power consumed by the electric motor, and the temperature in the chamber increases. In addition, the velocity of the coolant varies in the cross section of the working chamber (more centrally in the chamber, less - in the periphery) leads

к неравномерности скоростного и температурного полей во всем объеме рабочей камеры . Все это обусловливает неравномерность процесса сушки и, как следствие, ухудщение качества готовой продукции иto uneven speed and temperature fields in the entire volume of the working chamber. All this causes the unevenness of the drying process and, as a consequence, the deterioration of the quality of the finished product and

5 увеличение брака.5 increase in marriage.

Целью изобретени вл етс повыщение качества сушки путем регулировани температурного пол . Указанна цель достигаетс тем, что аэродинамическа сушильна установка, преимущественно дл сущки однонаправленного стекловолокна, содержаща теплоизолированный корпус и размещенный в нем ротор вентил тора аэродинамического нагрева, отделенный от высушиваемого материала посредством экрана, дополнительно содержит паровой калорифер,The aim of the invention is to increase the quality of drying by adjusting the temperature field. This goal is achieved by the fact that an aerodynamic drying unit, mainly for unidirectional glass fiber, containing a heat-insulated casing and an aerodynamic heating fan rotor placed in it, separated from the material to be dried by means of a screen, additionally contains a steam heater,

расположенный между высушиваемым материалом и экраном на рассто нии от последнего , равном 0,15-0,2D, а экран выполнен в виде диска с диаметром, равным 1,0- 1,2D, и расположен от ротора вентил тора located between the material to be dried and the screen at a distance of 0.15-0.2 D from the latter, and the screen is made in the form of a disk with a diameter of 1.0-1.2 D, and is located from the fan rotor

0 на рассто нии 0,25-0.3D, где D - диаметр всасывающего отверсти ротора вентил тора .0 at a distance of 0.25-0.3D, where D is the diameter of the suction inlet of the fan rotor.

На чертеже схематически изображенаThe drawing shows schematically

аэродинамическа сущильна установка.Aerodynamic installation.

Установка содержит теплоизолированныйInstallation contains heat insulated

корпус 1, внутри которого расположен центробежный нагревательный ротор 2, тупикова рабоча камера 3 и каналы 4 дл рециркул ции теплоносител , образованные стенками корпуса 1 и камеры 3. Между передними стенками корпуса 1 и торцами стенок камеры 3 имеютс проемы 5 дл входа теплоносител из каналов 4 в камеру 3. В последней перед всасывающим отверстием ротора 2 перпендикул рно его оси последовательно размещены дисковый экран 6 и a housing 1, inside of which a centrifugal heating rotor 2 is located, a dead-end working chamber 3 and channels 4 for recirculation of the heat transfer fluid formed by the walls of the housing 1 and the chamber 3. Between the front walls of the housing 1 and the ends of the walls of the chamber 3 there are openings 5 for the heat carrier entry from the channels 4 into chamber 3. In the latter, in front of the suction inlet of the rotor 2, perpendicular to its axis, a disk screen 6 and

5 паровой калорифер 7, представл ющие собой средство дл регулировани процесса сушки. Экран 6 установлен от ротора 2 на рассто нии 0,27.D, а от парового калорифера 7 - на рассто нии 0,18D, где D - диаметр всасывающего отверсти ротора 2 вентил тора , причем диаметр экрана 6 равен диаметру всасывающего отверсти ротора 2 вентил тора. В боковой стенке корпуса 1 имеютс патрубок 8 дл подсоса свежего воздуха и патрубок 9 дл выброса части отработанного теплоносител , снабженные регулирующими заслонками 10 и 11. Патрубок 8 соединен с всасывающей частью рабочей камеры 3, а патрубок 9 с каналом 4. В рабочей камере 3 смонтирован подвесной конвейер 12 с клет ми 13. На передней торцевой стенке корпуса 1 имеютс двери 14 дл загрузки и выгрузки клетей 13 с материалом . Установка работает следующим образом . Центробежный нагревательный ротор 2, враща сь, создает циркул цию воздуха по замкнутому контуру. По каналам 4 воздух через проемы 5 двум встречными потоками поступает в камеру 3, где смещиваетс , равномерно распредел етс по ее сечению, направл етс к предварительно нагретому паром калориферу 7, продувает его и, огиба дисковый экран 6, засасываетс ротором 2. Дисковый экран 6, расположенный за калорифером 7, преп тствует сужению потока воздуха, засасываемого ротором 2, и способствует его равномерному распределению по всей поверхности калорифера 7 и по сечению задней части рабочей камеры 3. При выходе установки на рабочий режим патрубки 8 и 9 перекрыты регулирующими заслонками 10 и 11. После достижени в рабочей камере 3 заданной температуры автоматическа система регулировани уменьшает подачу, пара к калориферу 7, а через входную дверь 14 конвейер 12 начинает периодически подавать клети 13 с расположенными на их полках пучками однонаправленного стекловолокна. В соответствии с требовани ми технологического регламента заслонки 10 на патрубке 8 и заслонки II на патрубке 9 частично приоткрывают, обеспечива тем самым заданную влажность рециркулирующего теплоносител . При отклонении температуры теплоносител от заданной автоматическа система регулировани .воздействует на регулирующий клапан парового калорифера 7 и измен ет расход и давление пара, что позвол ет выдерживать заданный температурный режим с большой точностью. Наличие калорифера обеспечивает точное и плавное регулирование температуры теплоносител во времени протекани процесса сущки. Кроме того, он вл етс дополнительным сопротивлением проходу воздуха на всас ротора, что способствует более равномерному распределению теплоносител по сечению камеры. Необходимым условием работы калорифера в оптимальном режиме вл етс размещение за ним дискового экрана, преп тствующего пр мому проходу воздуха через центральную часть калорифера на всас ротора . Это заставл ет воздух заполн ть периферийные зоны поверхности калорифера и углы рабочей камеры, выравнива тем самым скоростные и температурные пол в объеме, заполненном высущиваемым материалом . При неравномерном скоростном поле невозможно создать равномерное температурное поле, так как в местах омывани сущимого материала воздухом с большими скорост ми температура последнего надает в меньщей степени, что создает перекос температурных полей в объеме камеры, а следовательно , и неравномерность высушивани материала. Таким образом, вьшолнение средства дл регулировани процесса сутки в виде парового калорифера и установленного перед ним дискового экрана обеспечивает точное и плавное регулирование скоростного и температурного полей в объеме рабочей камеры , а также во времени протекани процесса сушки материала. Это способствует улучшению качества сушки и позвол ет получить конечный продукт с требуемым равномерным влагосодержанием. Оптимальные соотношени между элементами были установлены экспериментально путем замера полей скоростей и те.мператур воздуха в различных точках по сечению рабочей камеры и калорифера и обусловлены следующим. При размещении эк1зана от ротора на рассто нии менее 0,25D значительно возрастает гидравлическое сопротивление циркул ционного тракта, падает расход рециркулирующего воздуха и загрузка электродвигател привода ротора. Так, при снижении рассто ни между экраном и ротором до 0,2D гидравлическое сопротивление циркул ционного тракта возрастает с 93 до 112 мм вод. ст., т.е. на 26%, расход рециркулирующего воздуха падает с 47000 до 41000 м /ч, т.е. на 13%, а загрузка двигател (выдер емое в рабочей камере тепло аэродинамического нагрева) уменьшаетс с 54 до 45 кВт, т.е. на 17%. Увеличение рассто ни свыще 0,3D нецелесообразно , так как приводит только к росту габаритов установки без заметного повыщени равномерности распределени воздуха по сечению калорифера и рабочей камеры . В табл. 1 и 2 приведены результаты зымеров скорости воздуха (м/с) по сечению калорифера при рассто нии дискового экрана от ротора, равном 0,3D (табл. I) и 0.5D (табл. 2). Дл удобства измерени сечение калорифера было разбито на 16 участков . Та.б.л.ица 1 8.78,68,88,5 8,9 8,7 8,6 8,6 9,0 8,6 8,5 8,4 8.88,78,38,3 Та б л.и.на 2 878,78,4 8,68,58,4 858,48,3 8,88,58,4 Как видно из табл. 1 и 2, в обоих случа х равномерность распределени скорости воздуха примерно одинакова. При уменьшении рассто ни от экрана до калорифера ниже 0,150 перестает продуватьс воздухом центральна часть калорифера , а при увеличении этого рассто ни свыше 0,20 уменьшаетс скорость обдува периферийных его частей и углов рабочей камеры. В табл 3 представлены данные о распределении скорости воздуха по сечению калорифера при рассто нии от экрана до калорифера , равном 0,10О. Т а.б.л.и,ц.а. 3 9,910,810,910,1 10,44,33,811,2 10,33,93,711,7 9,89,910,79,9 Из табл. 3 видно, что скорости продува воздухом средних участков калорифера значительно снижены. В табл. 4 показано распределение скоростей воздуха по сечению калорифера, в табл. 5 - по среднему сечению рабочей камеры в том случае, когда рассто ние между экраном и калорифером превышает 0,2О и составл ет 0,35D. Приведенные данные свидетельствуют об оменьшении скорости обдува периферийных участков калорифера и углов рабочей камеры. Увеличение диаметра дискового экрана свыше указанных пределов (15-20%) значительно повышает гидравлическое сопротивление циркул ционного тракта, что нежелательно , а при уменьшении его диаметра ниже О вли ние дискового экрана на распределение потока воздуха перестает сказыватьс . Таблица 4 7,69,19,07,5 8,49,810,17,9 8.39,910,28,1 7.48,88,97,3 Таблица 5 5,66,16,35,9 5.87,06,86,2 5.96,86,76,5 6,1 6,0 6,16,0 Табл. 6 отображает распределение скоростей воздуха по сечению калорифера при диаметре экрана, равном D, табл. 7 - когда диаметр экрана на 0,15/о меньше О. Та.б.л и ца 6 Таблица 7 6,7 6,8 6,3 5,9 Из табл. 6 и 7 видно, что изменение диамента экрана ниже рекомендуемых пределов приводит к уменьшению выравнивающей роли экрана. Предлагаема аэродинамическа сушиль на установка позволит повысить качество сушки путем регулировани температурного пол .5 steam heater 7, which is a means for regulating the drying process. The screen 6 is installed from the rotor 2 at a distance of 0.27.D, and from the steam heater 7 - at a distance of 0.18D, where D is the diameter of the suction inlet of the rotor 2 of the fan, and the diameter of the screen 6 is equal to the diameter of the suction inlet of the rotor 2 Torah. In the side wall of the housing 1 there are a pipe 8 for fresh air leaks and a pipe 9 for ejecting part of the heat carrier that is equipped with control valves 10 and 11. The pipe 8 is connected to the suction part of the working chamber 3, and the pipe 9 with the channel 4. In the working chamber 3 is mounted an overhead conveyor 12 with stands 13. On the front end wall of body 1 there are doors 14 for loading and unloading stands 13 with material. The installation works as follows. The centrifugal heating rotor 2, rotating, creates air circulation around the closed loop. Through the channels 4, the air through the openings 5 by two opposing streams enters the chamber 3, where it is displaced, evenly distributed over its cross section, directed towards the steam-heated heater 7, blows it and, turning the disc screen 6, is sucked by the rotor 2. The disc screen 6 located behind the heater 7, prevents the air flow sucked by the rotor 2 from narrowing and contributes to its uniform distribution over the entire surface of the heater 7 and over the cross section of the rear part of the working chamber 3. When the installation reaches the operating mode 8 and 9 are covered regulating valves 10 and 11. After reaching the working chamber 3 in a predetermined automatic temperature control system reduces the feed, the steam to the heater 7, and the front door 14 of the conveyor 12 begins to periodically feeding stand 13 disposed on their shelves bundles of unidirectional fiberglass. In accordance with the requirements of the technological regulations, the shutter 10 on the nozzle 8 and the shutter II on the nozzle 9 are partially opened, thereby ensuring the desired humidity of the recirculating coolant. If the temperature of the coolant deviates from the setpoint, the automatic control system affects the control valve of the steam heater 7 and changes the flow rate and pressure of steam, which allows it to withstand the specified temperature with great accuracy. The presence of the heater provides accurate and smooth control of the temperature of the heat transfer medium during the process of the process. In addition, it is an additional resistance to the passage of air to the suction of the rotor, which contributes to a more even distribution of the coolant over the cross section of the chamber. A prerequisite for the heater to work optimally is to place behind it a disc screen that prevents the direct passage of air through the central part of the heater to the intake of the rotor. This causes air to fill the peripheral zones of the heater surface and the corners of the working chamber, thereby leveling the speed and temperature fields in the volume filled with the material to be dried. If the velocity field is uneven, it is impossible to create a uniform temperature field, since in places where the material is washed with air at high speeds, the temperature of the latter rises to a lesser extent, which creates a distortion of the temperature fields in the chamber volume and, therefore, unevenness of the material drying. Thus, the implementation of the means for regulating the process of a day in the form of a steam heater and a disk screen installed in front of it provides precise and smooth control of the speed and temperature fields in the volume of the working chamber, as well as during the drying process. This helps to improve the quality of drying and provides the final product with the required uniform moisture content. The optimal ratios between the elements were established experimentally by measuring the velocity fields and the air temperature at various points over the cross section of the working chamber and the air heater and are due to the following. When placing the eccentric from the rotor at a distance of less than 0.25D, the hydraulic resistance of the circulation path increases significantly, the flow rate of recirculated air and the load on the rotor drive motor decrease. Thus, by reducing the distance between the screen and the rotor to 0.2D, the hydraulic resistance of the circulation path increases from 93 to 112 mm of water. Art., i.e. by 26%, the flow rate of recirculated air drops from 47,000 to 41,000 m / h, i.e. by 13%, and the engine load (the heat of the aerodynamic heating maintained in the working chamber) is reduced from 54 to 45 kW, i.e. by 17%. An increase in the distance of more than 0.3D is impractical, since it only leads to an increase in the dimensions of the installation without a noticeable increase in the uniform distribution of air over the cross section of the heater and the working chamber. In tab. Figures 1 and 2 show the results of air velocity zymer (m / s) over the cross section of the heater with a disc screen from the rotor equal to 0.3 D (Table I) and 0.5 D (Table 2). For convenience of measurement, the cross section of the heater was divided into 16 sections. Ta.bl.itsa 1 8.78.68.88.5 8.9 8.7 8.6 8.6 8.0 8.6 8.5 8.4 8.88.78.38.3 Ta b l. and on 2 878.78.4 8.68.58.4 858.48.3 8.88.58.4 As can be seen from the table. 1 and 2, in both cases, the uniformity of the air velocity distribution is about the same. When the distance from the screen to the heater decreases below 0.150, the central part of the heater ceases to be blown by air, and as this distance increases to over 0.20, the rate of blowing of its peripheral parts and corners of the working chamber decreases. Table 3 presents data on the distribution of air velocity over the cross section of the heater with a distance from the screen to the heater equal to 0.10. T ABLI, TS.A. 3 9,910,810,910,1 10,44,33,811,2 10,33,93,711,7 9,89,910,79,9 From tab. 3 shows that the rate of air blowing through the middle sections of the heater is significantly reduced. In tab. 4 shows the distribution of air velocities over the cross section of the heater, in table. 5 - in the middle section of the working chamber in the case when the distance between the screen and the heater exceeds 0.2O and is 0.35D. These data indicate a decrease in the rate of blowing the peripheral sections of the heater and the corners of the working chamber. An increase in the diameter of the disk screen above the specified limits (15–20%) significantly increases the hydraulic resistance of the circulation path, which is undesirable, and when its diameter decreases below 0 O, the effect of the disk screen on the distribution of air flow ceases to be affected. Table 4 7,69,19,07,5 8,49,810,17,9 8.39,910,28,1 7.48,88,97,3 Table 5 5,66,16,35,9 5.87,06,86,2 5.96,86,76,5 6,1 6,0 6,16,0 Tab. 6 displays the distribution of air velocities over the cross section of the heater with a screen diameter equal to D, tab. 7 - when the screen diameter is 0.15 / o less than O. Ta.b.l and ca 6 Table 7 6.7 6.8 6.3 5.9 From the table. 6 and 7, it can be seen that changing the screen diameter below the recommended limits leads to a decrease in the leveling role of the screen. The proposed aerodynamic drying on the installation will improve the quality of drying by adjusting the temperature of the floor.

Claims

AERODYNAMIC DRYING UNIT mainly for drying unidirectional fiberglass, comprising a thermally insulated housing and an aerodynamic heating fan rotor located therein, separated from the material to be dried by means of a screen, characterized in that, in order to improve the quality of drying by controlling the temperature field, it additionally contains a steam heater, located between the dried material and the screen at a distance from the latter, equal to 0.15-0.2D, and the screen is made in the form of a disk with a diameter rum equal to 1.0-1.2D, and is located from the fan rotor at a distance of 0.25-0.3D, where D is the diameter of the suction hole of the fan rotor.

GO GO

GO GO>