Внешний тепло- и массообмен в период охлаждения
1 – установка; 2 – материал; о.в. – отбор отработанного воздуха; k – отбор конденсата;
tц.м., Uц.м. и tп.м., Uп.м. – соответственно температуры и влагосодержание в центре и на поверхности материала
Рисунок 10.4 – Схема установки для ТВО в период охлаждения
Расстояние от поверхности материала до стенки установки L, м
2 – материал; PП' и PП" – соответственно парциальное давление пара у поверхности материала и в
установке; Pв' и Pв" – соответственно парциальное давление воздуха у поверхности материала и в
установке; tпм – температура поверхности материала; ty = f(PП") – температура паровоздушной смеси
Рисунок 10.5– Схема охлаждения материала воздухом
В начале периода охлаждения (рис. 10.5) прекращается подача пара в установку 1. Вместо пара в нее подают воздух В из окружающей среды, который, охлаждая материал, нагревается сам. При нагреве воздуха уменьшается его относительная влажность. За счет этого воздух поглощает значительно большее количество влаги с поверхности материала, стен и крышки установки, и при φ ≈ 100% отработанный воздух (ОВ) удаляется из установки.
При неполной герметичности установки общее давление в ней Рy остается равным атмосферному. За счет вентиляции в самой установке парциальное давление пара PП" резко снижается и становится меньше, чем парциальное давление пара PП' у поверхности материла. Появляется разность парциальных давлений ΔР' = (PП' – PП"), а следовательно, и разность потенциалов, которая заставляет влагу испаряться с поверхности материала.
Температура поверхности материала tп.м начинает снижаться и стремится к температуре установке ty, которая тоже снижается. Одновременно снижается и влагосодержание поверхности материала Uп.м.
Удельный поток массы влаги qu.в в период охлаждения может быть рассчитан по формуле (10.7), приведенной для определения частичного испарения в зоне изотермической выдержки. Только количественное его значение выше, так как для зоны охлаждения разность парциальных давлений пара у поверхности материла и в установке значительно большая, чем в зоне изотермической выдержки. Коэффициент массообмена при испарении αm также определяют по формуле (10.3), а удельную теплоту qти, затрачиваемую на испарение, по формуле (10.8).
Общее количество влаги, испаряющееся во время охлаждения, по данным исследований, составляет около 5% воды затворения.
11. Тепловая обработка: сушка и обжиг материалов
При производстве строительных изделий и материалов почти во всех случаях для перевода сырья в новое качество – готовую продукцию – применяют тепловую обработку.
Тепловая обработка на основных стадиях технологического процесса заключается в сушке материала или полуфабриката и его последующем обжиге, гидротермальной обработке бетонов и полимерных строительных материалов при атмосферном или повышенном давлении и другом.