Введение к работе
*
Актуальность работы. Общая тенденция удорожания энергетических ресурсов вызывает необходимость. проведения научных исследований и конструкторских разработок в области энергосберегающих технологий.
Основной областью энергосбережения является совершенствование промышленного пнергоиспольэуюжего оборудования в связи со свойственными ему большими расходами энергии и низким уровнем ее полезного использевания. Наиболее низкими значениями КПД в технологии обработки- текстильных изделий на фабриках-прачечных и предприятиях химической.чистки отличается конвективная сушка, являющаяся в рамках существующих технологий обработки текстильных изделий неотъемлемой стадией технологического процесса.
Низкий уровень полеаного использования энергии в процессе конвективной сушки объясняется в первую очередь большими потерями тепла с отходящим сушильным агентом. Однако в настоящее время отсутствуют работы .направленные на исследование и разра-* ботку энергосберегающих систем в машинах для гушки текстильных изделий на фабриках-прачечных и салонах самообслуживания.
Цель работы - снижение энергоемкости машин для сушки текстильных изделий.посредством разработки и исследования'системы рециркуляции сушильного агента.
Конкретизация задач, способствующих достижению указанной цели включает:
-
Разработку расчетной схемы и математической модели процесса конвективной сушки, материалов о системой рециркуляции сушильного агента.
-
Разработку алгоритма и программы расчета параметров модели.
-
Разработку методики ^экспериментальной установки.
-
Идентификацию числеї шх значений параметров модели и проверку' ее адекватности.
Б. Оптимизацию режимов работы конвективной сушильной машины о рециркуляцией сушильного агента.
6. Разработку рекомендаций по проектированию и эксплуатации
систем, рециркуляции сушильного агента.
7. Разработку инженерного метода расчета конвективных сушиль-
. ' ных машин с системой рециркуляции сушил*ного агРнта.
- 4 -Объект исследования - системы рециркуляции сушильного агента в конвективных машинах для сушки текстильных изделий дискретного (периодического) принципа действия, применяемых в коммунальном хозяйстве и сфере сервиса.
Методы исследования. При исследовании оисте'мы рециркуляции сушильного агента в машинах для сушки текстильных изделий использовались теоретические и экспериментальные методы.
В качестве общего метода исследования системы применяете метод системного анализа, на основе которого определен рациональный способ использования вторичных энергетических ресурсов в машинах сушильных периодического действия. Построение математических моделей процессов сушки, которые выражают основные термодинамические закономерности тепломассообменных процессов . основано на замкнутом их описании. Математические модели представлены алгоритмически. Ввиду сложности получения аналитических решений системы уравнений, для их решения использованы численные методы, реализованные на ЭВМ. Исследование кинети1 ки процесса проводилось прямым шаговым методом со случайным выбором направления, учетом предыстории поиска и адаптацией шага на ЭВМ.
Получение неизвестных параметров кинетической Мидели, проверка ее адекватности проводилась методом идентификации расчетных данных экспериментальным.
Научная новизна работы состоит в следующем: - для изучения системы рециркуляции сушильного агента в машинах для сушки текстильных изделий разработана математическая модель конвективного процесса сушки. Эта математическая модель отличается от ранее разработанных моделей тем, что в ней используется замкнутая система алгебраических и дифференциальных уравнений, описывающих' процессы тепломассообмена в системе с рециркуляцией сушильного аг<- 'та. Математическая модель, реализованная программными средствами на ЭВМ, позволяет на основе разработанного алгоритма получить решение, определяющее кинетику и энергоемкость процесса при заданных конструктивных параметрах сушильной машины, теплофизических свойствах сушимого материала и рассчитать для любого текущего влагосодержания материала температуру поверхности, параметры сушильного агента в среднем сеченли сушильной камеры и в основных сечениях контура рециркуляции;
- для исследования влияния времени включения контура рецирку
ляции в систему сушки, коэффициента рециркуляции сушильного
агента, его температуры и параметров окружающей среди на
технико-экономические показатели работы сушильной машины
применен обценный безразмерный критерий оптимизации.
Практическая ценность работы заключается в том, что разработанный в ней оптимизационный метод расчета конвективного процесса сушки в машинах с системой рециркуляции сушильного агента позволяет без их изготовления, еще на стадии проектирования, определить основные требования к их техническим характеристикам и Режимам эксплуатации. Это позволяет:
снизить себестоимость сушки текстильных изделий и проектирования сушильных машин;
производить модернизацию уже существующих конструкций машин;
создать базу для проектирования более совершенных конструкций сушильных машин;
выработать рекомендации потребителям (пользователям) по эксплуатации сушильных машин.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы легли в основу патента Российской Федерации на изобретение, были использованы Фалештским машиностроительным заводом при изготовлении энергосберегающих *приставок к машинам сушильным мод. КП-307 и КП-313. Подтверждающие документы (акт внедрения и расчет технико-экономической эффективности) прилагаются к диссертации.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались :
на научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава по итогам научно-исследовательских работ за
1989 год. - М.: МТИ, 1990;
на научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава по итогам научно-исследовательских работ за
1990 год. - М.: ХІТИ, 1991;
на научно-техническом семинаре "Опыт внедрения ресур-со-сберегающих, технологий в отрасли бытового обслуживания". -U.: ВДНТП им. Ф.Э.Дзержинского, 13 апреля 1989;
на научно-практической конференции "Научно-техническая продукция вузов бытового обслуживания населения - рынку 92-95"
- М.: МТИ, 1992;
на научно-технической конференции "От фундаментальных исследований - до практического внедрения" - М.:ГАСБУ, 1993.
Публикации. Основные результааы диссертационной работы изложены в трех печатных работах и одном патенте Российской Федерации на изобретение (положительное решение по заявке).
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех гла. , общих выводов, библиографии из 115 наименований, приложений и годержит всего 146 страниц. Из тм 73 страницы машинописного текста, 43 .страницы со схемами, графиками, таблицами, 3 страницы с фотографиями, 12 страниц библиографии с отечественными и зарубежными работами, 15 страниц приложений.
