МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ АГЕНТА СУШКИ НА ВЫХОДЕ ИЗ СУШИЛЬНОГО БАРАБАНА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ РАСХОДА ТОПЛИВА

 

Сафонов А.О. (ВГЛТА, г. Воронеж, РФ)

 

This work is devoted to a question of modeling of agent of dryer temperature change   the exit of the drying drum, depending on the natural gas consuming.

 

В деревообрабатывающей промышленности сушильные барабаны получили широкое распространение при производстве древесностружечных плит для удаления излишней влаги из древесных частиц. Технология сушки стружки в агрегатах этого типа характеризуется достаточно большим количеством входных параметров и выходных технико-экономических показателей. К входным, режимным параметрам, оказывающим наиболее сильное влияние на проведение процесса можно отнести следующие: температура агента сушки на входе в барабан X1, температура топочного газа в топке X2,  количество подаваемой сырой стружки X3, расход топлива X4, расход воздуха на горение X5, расход воздуха на смешивание с топочным газом X6. Также на протекание процесса оказывают воздействия нерегулируемые параметры, изменение численных значений которых описывается вероятностными законами.

Одним из наиболее важных технико-экономических показателей, является температура агента сушки на выходе из барабана. Этот показатель определяет термодинамическую картину внутри сушилки и является критерием оценки пожароопасности процесса. Как известно [1], древесная стружка имеет довольно низкую температуру возгорания. При проведении процесса обезвоживания древесных частиц их температура и температура отработавшего сушильного агента не должна превышать 125 ºС. По этой причине температуру сушильного агента на выходе из установки в ряде случаев поддерживают значительно ниже во избежание ее колебаний и опасности превышения заданного технологией значения. Такой метод управления может привести к недосушиванию древесных частиц и как следствие снижению качества выпускаемых плит. Температура отработавшего газа в основном определяется количеством сгоревшего топлива, используемого в технологическом процессе для нагрева сушильного агента.

Представленная работа посвящена выявлению зависимости изменения температуры отработавшего сушильного агента при различном количестве сжигаемого топлива с течением времени. Начальная температура сушильного агента  равнялась 70 ºС,  в качестве топлива использовался природный газ.

Динамика изменения температуры сушильного агента на выходе из барабана определялась по формуле:

, ºС                                                                        (1)

где:  – коэффициент усиления по каналу «подача газа – температура агента сушки на выходе из барабана»;  количество подаваемого газа, кг/ч;  - время, мин;  - постоянная времени, мин.

Численные значения  и   определяются экспериментально и зависят от специфических особенностей сушильного оборудования, а также условий проведения процесса.

В таблице приведены результаты определения  для различных значений .

 

Таблица-Динамика изменения температуры агента сушки на выходе  из барабана от количества подаваемого газа

Время, мин

Расход газа, кг/ч

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0

70

70

70

70

70

70

70

70

70

70

0,5

71,3

72,59

73,88

75,17

76,46

77,76

79,05

80,34

81,63

82,9

1

72,4

74,87

77,3

79,73

82,17

84,6

87,03

89,47

91,9

94,3

1,5

73,4

76,88

80,32

83,76

87,2

90,64

94,08

97,52

101

104

2

74,3

78,66

82,98

87,31

91,64

95,97

100,3

104,6

109

113

2,5

75,1

80,22

85,34

90,45

95,56

100,7

105,7

110,9

116,0

121

3

75,8

81,61

87,41

93,22

99,02

104,8

110,6

116,4

122,2

128

3,5

76,4

82,83

89,24

95,66

102,1

108,5

114,9

121,3

127,7

134

4

77

83,91

90,86

97,81

104,8

111,7

118,7

125,6

132,6

139,5

4,5

77,4

84,86

92,29

99,72

107,1

114,6

122

129,4

136,9

144,3

5

77,9

85,7

93,55

101,4

109,2

117,1

124,9

132,8

140,6

148,5

5,5

78,2

86,44

94,66

102,9

111,1

119,3

127,5

135,8

144

152,2

6

78,6

87,09

95,64

104,1

112,7

121,2

129,8

138,4

146,9

155,5

6,5

78,8

87,67

96,52

105,3

114,2

123

131,8

140,7

149,5

158,3

7

79,1

88,18

97,27

106,4

115,4

124,5

133,6

142,7

151,8

160,9

7,5

79,3

88,63

97,94

107,3

116,6

125,9

135,2

144,5

153,8

163,1

8

79,5

89,02

98,53

108

117,6

127,1

136,6

146,1

155,6

165,1

8,5

79,7

89,37

99,06

108,7

118,4

128,1

137,8

147,5

157,2

166,9

9

79,8

89,68

99,52

109,4

119,2

129,0

138,9

148,7

158,6

168,4

9,5

80

89,95

99,93

109,9

119,9

129,9

139,8

149,8

159,8

169,8

10

80,1

90,19

100,3

110,4

120,5

130,5

140,7

150,8

160,9

171

10,5

80,2

90,41

100,6

110,8

121,0

131,2

141,4

151,6

161,8

172,0

11

80,3

90,59

100,9

111,2

121,5

131,8

142,1

152,4

162,7

173

11,5

80,4

90,76

101,1

111,5

121,9

132,3

142,7

153

163,4

173,8

12

80,5

90,9

101,4

111,8

122,3

132,7

143,2

153,6

164,1

174,5

12,5

80,5

91,03

101,6

112,1

122,6

133,1

143,6

154,1

164,7

175,2

13

80,6

91,15

101,7

112,3

122,9

133,4

144

154,6

165,1

175,7

13,5

80,6

91,25

101,9

112,5

123,1

133,7

144,4

155

165,6

176,2

Продолжение таблицы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

14

80,7

91,34

102

112,7

123,3

134

144,7

155,3

166

176,7

14,5

80,7

91,41

102,1

112,8

123,5

134,2

145

155,7

166,4

177,1

15

80,7

91,48

102,2

113

123,7

134,5

145,2

155,9

166,7

177,4

15,5

80,8

91,54

102,3

113,1

123,9

134,6

145,4

156,2

166,9

177,7

16

80,8

91,6

102,4

113,2

124

134,8

145,6

156,4

167,2

178

16,5

80,8

91,64

102,5

113,3

124,1

134,9

145,8

156,6

167,4

178,2

17

80,8

91,69

102,5

113,4

124,2

135,1

145,9

156,7

167,6

178,4

17,5

80,9

91,72

102,6

113,5

124,3

135,2

146

156,9

167,8

178,6

18

80,9

91,76

102,6

113,5

124,4

135,3

146,1

157

168

178,8

18,5

80,9

91,78

102,7

113,6

124,5

135,4

146,2

157,1

168

178,9

19

80,9

91,81

102,7

113,6

124,5

135,4

146,3

157,2

168,1

179,1

19,5

80,9

91,83

102,8

113,7

124,6

135,5

146,4

157,3

168,2

179,2

20

80,9

91,85

102,8

113,7

124,6

135,6

146,5

157,4

168,3

179,3

20,5

80,9

91,87

102,8

113,7

124,7

135,6

146,5

157,5

168,4

179,4

21

80,9

91,88

102,8

113,4

124,7

135,7

146,6

157,5

168,5

179,4

21,5

81

91,9

102,9

113,8

124,8

135,7

146,6

157,6

168,5

179,5

22

81

91,91

102,9

113,8

124,8

135,7

146,7

157,6

168,6

179,6

22,5

81

91,92

102,9

113,8

124,8

135,8

146,7

157,7

168,6

179,6

23

81

91,93

102,9

113,9

124,8

135,8

146,8

157,7

168,7

179,7

23,5

81

91,94

102,9

113,9

124,9

135,8

146,8

157,8

168,7

179,7

24

81

91,95

102,9

113,9

124,9

135,8

146,8

157,8

168,8

179,7

24,5

81

91,95

102,9

113,9

124,9

135,9

146,8

157,8

168,8

179,8

25

81

91,96

102,9

113,9

124,9

135,9

146,9

157,8

168,8

179,8

25,5

81

91,96

102,9

113,9

124,9

135,9

146,9

157,9

168,8

179,8

26

81

91,97

103

113,9

124,9

135,9

146,9

157,9

168,9

179,8

26,5

81

91,97

103

113,9

124,9

135,9

146,9

157,9

168,9

179,9

27

81

91,97

103

114

124,9

135,9

146,9

157,9

168,9

179,9

27,5

81

91,98

103

114

124,9

135,9

146,9

157,9

168,9

179,9

28

81

91,98

103

114

125

135,9

146,9

157,9

168,9

179,9

28,5

81

91,98

103

114

125

136

146,9

157,9

168,9

179,9

29

81

91,98

103

114

125

136

147

157,9

168,9

179,9

29,5

81

91,99

103

114

125

136

147

157,9

168,9

179,9

30

81

91,99

103

114

125

136

147

158

169

179,9

Из таблицы видно, что оптимальному значению температуры агента сушки на выходе из барабана соответствует расход газа 250 кг/ч. Более низкий расход газа может стать причиной недосушивания древесных частиц, более высокий – возгорания.

 

Литература

1.      Д.М. Стерлин. Сушка в производстве фанеры и древесностружечных плит. М.: Лесн. пром-сть., 1977. 384 с.