1.2 Сушка в установках барабанного типа и типичная сушильная установка (устройство, принцип действия).

Конфигурации этих лопаток могут варьироваться от спиральных до совершенно прямых конструкций.

Рисунок 1.3. Барабан сушильной установки (внутреннее

устройство;

Внутреннее устройство барабана представлено на рисунке 1.3. Во время вращения барабана материал подбирается лопатками, поднимается до определенного расстояния по окружности барабана, а затем высыпается, проходя сквозь горячую воздушную завесу * Основная сушка происходит именно в этот момент, когда частицы твердого материала находятся в непосредственном контакте с сушащим воздухом«

Факторы, злияющие на моделирование установок барабанного типа, могут быть следующие [9]:

физические свойства твердых материалов, такие как размер и форма частиц, плотность и содержа ние влаги;

виды установок, например, диаметр и длина барабана, а также конструкция и количество подъемных лопаток;

условия, при которых происходит процесс сушки: скорость п ода чи материала,

температура сушащего воздуха, а также наклон и скорость вращения барабана.

Все вышеизложенные факторы влияют на передачу тепла в барабане и все, кроме температуры материала и температуры сушащего воздуха играют роль в том, какое количество времени материал будет находиться в барабане.

барабанного типа зависит от способа сушки и варьируется в широком диапазоне от 25% в системах с противотоком до 85% в паровой трубе.

Рисунок 1.4. Типичная барабанная сушильная установка: 1- воздушный патрубок; 2-изоляция от трения; 3-поясной привод; 4- выход воздуха; 5-входная горловина; б-спиральные лесенки; 7- кольцо для вращения барабана №1; 8-цапфа и упорный ролик; 9- двигатель; 10- подъемные лопатки; 11-кольцо для вращения барабана №2; 12-цапфа и ролик; 13-выпускное отверстие (для

выхода материала).

На рисунке 1.4 представлена типичная сушильная установка барабанного типа.

В университете Оулу (Финляндия) находится подобная сушильная установка, и поскольку все экспериментальные данные, которые использовались автором для сравнения с результатами математического моделирования процесса сушки, были получены именно на . этой установке, остановимся подробнее на описании принципа работы данной установки.

Рисунок. 1.5. Система управления экспериментальной барабанной установки сушки песка.

Данная установка (рисунок 1.5) служит для научных и учебных целей исследовательско-преподавательского состава лаборатории студентов. На базе этой системы управления изучаются реальные возможности контроля за качеством высушенного выходного материала и другими характеристиками процесса сушки, такими, как энергоемкость, температура сушащего воздуха, расход материала и проч.

В качестве высушиваемого материала используется

песок, и установка контролирует выходную влажность

песка. На установках подобного рода можно сушить до 30-

4 0 видов сыпучих тел (за исключением жидкостей и тел,

имеющих форму которая может быть повреждена вследствие

пересыпания и падения под действием гравитации).

материалами могут быть различные химические соли,

кирпичная глина, угольный пигмент, гранулы пластических

масс, каменная крошка, соль, силикаты, сульфаты,

23

опилки, песок; множество сыпучих продуктов питания, круп, фруктов, овощей и т.п. Каждый из высушивающихся продуктов имеет свою критическую влажность Хпг,

Lf

определяющую предел, выше или ниже которого высушенное сырье должно иметь выходную влажность X .

Сотрудниками лаборатории совместно с учеными из других стран исследуются возможности установки управляющих устройств, в частности контроллеров на нечеткой логике [ 1 ] в контур системы управления - для обеспечения стабилизации процесса сушки при изменении влажности исходного материала. Данная установка используется в качестве тестового устройства в ряде совместных международных проектов по разработке контроллеров на нечеткой логике, методов контроля искусственного интеллекта и нейросетей. Аналог такой установки существует в Испании для проведения независимых экспериментов по ее управлению.

Установка снабжена множеством контрольно- измерительных устройств, датчиков температуры, влажности, давления и т.п., существует огромное количество экспериментальных данных, собранное по входным и выходным параметрам этой системы управления в окрестности множества рабочих точек функционирования этой системы. Данные с датчиков поступают на многофункциональные контроллеры «DAMATIC XD», «DAMATIC XDi» и обрабатываются на рабочей станции фирмы «Valmet Automation». Аппаратура и программное обеспечение «DAMATIC XD» позволяют управлять любыми параметрами системы барабанной сушки в любой момент времени, также позволяет осуществлять мониторинг за текущими значениями параметров сушилки в реальном времени online и получать их значения в числовом и графическом виде на экране монитора. Система «DAMATIC XD» позволяет задавать также любые законы управления для коррекции процесса сушки, внедрять управление с нечеткой логикой, обычные ПИД-регуляторы, которые предназначены при изменении входных параметров системы и смещении рабочих точек поддерживать выходную влажность высушиваемого материала на должном уровне.

Данная система барабанной сушки является сильно инерционной в смысле величины временного промежутка перед откликом выходного параметра на внешнее ступенчатое воздействие.

Принцип работы установки следующий:

Сухой песок из бункера подается по винтовому конвейеру, где он увлажняется водой до определенного процента влажности, в горловину цилиндрического сушильного барабана, который вращается вокруг своей оси под небольшим углом к плоскости горизонта, перемешивая внутри песок с помощью специальных лопаток. В верхнюю часть барабана через воздушный патрубок подается горячий сушащий воздух, который турбулизируется воздушными направляющими и распределяется по всей внутренней поверхности сушильного барабана. Там он смешивается с влажным песком, равномерно пересыпающимся

Рисунок, 1, в. Cyutx.-- песка внутри вр^даю-цегсся барабана.

благодаря специально загнутым лопаткам на внутренней п о в е рхиос ти б а р а б а и а, что показ аио на ри с . 1,6:

На выходе О а р а б а иа сухой песо к о тд ел я е т с я от сушащего воздуха и высыпается на мини-транспортер, который затем подает его на основной ленточный конвейер, обеспечивающий возвращение песка обра тно в бункер, Теплый воздух, отделяемый от песка фильтром в конце барабана, отсасывается вытяжным вентилятором по выходному воздуховоду. В конце воздуховода

располагается фильтр-циклон, предназначенный для окончательной очистки воздуха от пыли. Очищенный и остывший отработавший воздух выпускается в атмосферу.