Кафедра ТПЛВ
Костромской государственный технологический университет
История кафедрыПреподаватели кафедрыАспиранты кафедрыСтуденты кафедрыВыпускники кафедрыДисциплиныДисциплиныСоветы, наблюдения, рекомендациигостевая книга
 

   

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ТЕРМОВЛАЖНОСТНАЯ ОБРАБОТКА ЛУБОВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Для подготовки инженеров по специальности 2801

"Технология и оборудование производства натуральных волокон"

 

Составитель:к.т.н., доц. Мараманов В.А.

 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЦИПЛИНЫ

    Теория термовлажностной обработки лубоволокнистых материалов является важным разделом науки о тепло- и массообмене. Однако процесс термовлажностной обработки материалов одновременно и технологический процесс, при котором меняются структурно-механические, технологические и биохимические свойства материала. Поэтому ключевыми предметами, позволяющими освоить курс, являются: математика, физика, термодинамика, текстильное материаловедение и технология первичной обработки лубяных волокон. В свою очередь, данная дисциплина необходима для проектирования заводов первичной обработки лубяных волокон, технологических поточных линий и тееплоснабжения заводов. Цель курса состоит в том, чтобы студенты получили теоретические основы термовлажностной обработки и приобрели навыки использования их для расчета проектирования термовлажностных установок, а также их правильной эксплуатации.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ СПЕЦИАЛИСТА

    Специалист, прослушавший курс "Термовлажностная обработка лубоволокнистых материалов", должен знать физические свойства влажной газообразной среды (воздух или дымовые газы) в процессах термовлажностной обработки, физико-механические свойства влажных и мокрых материалов, способы термовлажностной обработки материалов, математическое моделирование процессов тепло- и массообмена, тепловые расчеты термовлажностных установок в целом и отдельных тепло-вентиляционных элементов систем, уметь провести анализ недостатков конструктивных решений при проектировании аппаратов и правильность их эксплуатации.

    Специалист получает навыки практического пользования диаграммой влажного воздуха для инженерно-конструкторского расчета термовлажностных установок, использования различных приборов для замеров параметров конвективных потоков (температуры, относительной влажности,скорости, давлений и т.п.), проведения экспериментов в процессе термовлажностной обработки, производственных испытаний термовлажностных установок в целом и отдельных их элементов (калориферов, вентиляционной системы, производительности и т.п.).

3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ (час.)

Вид занятий

Всего

Семестры

Лекции

Практические занятия

Лабораторные занятия

Всего аудиторных занятий

Самостоятельная работа

- курсовая работа

- расчетно-графические работы

- реферат

Всего

36

18

18

72

 

30

15

13

130

6

6

6

 

 

7

6

6

 

4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий

Раздел дисциплины Лекции ПЗ ЛЗ
1. Обрабатывающая среда.

Агенты обработки и теплоносители.

2. Материал как объект термовлажностной обработки.

3. Теоретические основы конвективной сушки.

4. Тепловые расчеты при сушке воздухом.

5. Увлажнение лубоволокнистых материалов.

6. Основные элементы теплового и циркуляционного оборудования установок термовлажностной обработки

7. Устройство и основы рациональной эксплуатации установок термовлажностной обработки.

 

6

4

            4

6

4

6

 

6

 

4

4

    -

4

2

4

 

-

 

2

-

10

-

-

6

 

-

 

4.2. Содержание разделов дисциплины

4.2.1. Обрабатывающая среда

    Агенты обработки и теплоносители. Способы удаления влаги из материала. Состояние и параметры воздуха как термовлажностного агента. Состояние и характеристика водяного пара в воздухе. Диаграмма P-V. Теплоемкость и энтальпия пара. Диаграмма I-d воздуха. Назначение и построение. Процессы нагревания и охлаждения воздуха, Адиабатическое испарение воды, процессы смешивания различных состояний воздуха. Термовлажностный потенциал воздуха или газа и его влияние на скорость термовлажностной обработки материалов.

4.2.2. Материал как объект термовлажностной обработки

    Характеристики влажности материала. Абсолютная и относительная влажность, влагосодержание. Формулы перевода относительной влажности во влагосодержание и наоборот. Решение задач по определению влажности, массы материала и количества испаренной влаги, в процессах термовлажностной обработки по формулами, составленным с использованием абсолютной и относительной влажности. Теплоемкость и энтальпия влажного материала.

    Классификация форм связей материала с поглощенной жидкостью.

    Классификация влажных материалов. Формы связей влаги с материалом по схеме академика П.А.Ребиндера. Абсолютная влага, влага микро- и макрокапиляров, влага крупных пор и пустот, влага смачивания. Понятия связанной и свободной влаги. Процессы сорбции и десорбции. Равновесное влагосодержание материала.

4.2.3. Теоретические основы конвективной сушки

    Задачи теории сушки. Понятие статики, кинематики, динамики и технологии сушки. Характер протекания процесса сушки материалов. Относительная скорость сушки лубоволокнистых материалов. Основные критериальные уравнения тепло- и массообмена.

    Влияние основных параметров среды и слоя материала на процесс сушки. Температура, относительная влажность, скорость агента сушки. Объемная и удельная плотность загрузки, диаметр стеблей, рыхление, способ загрузки материала. Расчетные формулы продолжительности сушки для различных лубоволокнистых материалов.

4.2.4. Тепловые расчеты при сушке воздухом

    Технологические решения сушильных аппаратов периодического действия. Схемы сушилок без рециркуляции и с рециркуляцией. Принятые обозначения параметров агента сушки и материала.Тепловой баланс и баланс влаги в сушилке, определение необходимого количества воздуха.

    Коэффициент полезного действия сушилок.

    Графоаналитические расчеты сушильных аппаратов. Тепловые расчеты сушилок периодического действия без рециркуляции. Уравнение процесса испарения в теоретической и действительной сушилке. Построение процессов сушки на диаграмме I-d воздуха без рециркуляции и с рециркуляцией.

    Многозонные сушильные аппараты. Схемы построения процессов на диаграмме сушилок прямоточного и противоточного действия. Определение расхода воздуха и тепла.

    Методика проектирования сушильных аппаратов. Выбор исходных данных для проектирования. Увязка теплового расчета с кинетикой сушки материала. Аэродинамический расчет.

4.2.5. Увлажнение лубоволокнистых материалов

    Технологические задачи увлажнения. Cпособы увлажнения. Влияние основных параметров среды и материала на интенсивность процесса. Режимы увлажнения различных лубоволокнистых материалов. Сравнительная характеристика искусственного и естественного увлажнения.

    Теория конвективного увлажнения. Смешивание воздуха с паром и водой. Характер протекания процесса увлажнения материалов. Относительная скорость увлажнения лубоволокнистых материалов. Критериальное уравнение массообмена при увлажнении и продолжительность процесса конвективного увлажнения.

    Расчет зон охлаждения и увлажнения аналитическим и графоаналитическим методами. Построение процессов на диаграмме, определение расходов воздуха, пара и воды, необходимых для увлажнения материала и воздуха.

4.2.6. Основные элементы теплового и циркуляционного оборудования установок термовлажностной обработки

    Калориферы и элементы пароконденсационных систем. Типы калориферов, их расчет и монтаж. Принципы работы, расчет и подбор конденсатоотводчиков. Расчет паро- и конденсатопроводов. Регуляторы давления, вентиляторы, фильтры, форсунки, сепараторы и т.п.

 4.2.7. Устройство и основы рациональной эксплуатации установок термовлажностной обработки

    Обслуживание установок термовлажностной обработки. Подготовка к пуску после длительного и кратковременного перерыва. Останов, уход, охрана труда и меры пожарной безопасности. Ежедневный и периодический контроль. Приборы теплового контроля и скоростей, давлений воздуха или газа. Принципы регулирования параметров термовлажностного агента. Испытание и анализ работы установок термовлажностной обработки.

    Оценка энергетического совершенства установок термовлажностной обработки материалов. Классификация методов экономии энергии в установках термовлажностной обработки. Регенерация и утилизация теплоты.

    Экологические задачи.

    Газовые сушильные установки. Топочное и газоочистительное оборудование газовых сушилок, работающих на твердом, жидком и газообразном топливе. Расчет топок газовых сушилок. Тепловые расчеты при сушке топочными газами с рециркуляцией газов. Состав влажных топочных газов при сжигании твердого, жидкого и газообразного топлива.

    Параметры топочных газов. Тепловой расчет газовой сушилки графоаналитическим методом. Определение расхода газов и топлива.

4.3. Лабораторный практикум

  1. Приборы термовлажностного контроля определения скоростей и давлений воздуха или газа.
  2. Испытание вентиляционной системы установок по термовлажностной обработке материалов.
  3. Исследование процессов сушки льнотресты при вертикальном способе ее загрузки.
  4. Исследование процесса сушки льнотресты при горизонтальном способе ее загрузки.
  5. Испытание калориферной установки.

 

4.4. Курсовая работа

    Тепловые расчеты паровых сушильных установок.

  • расчет продолжительности сушки;
  • определение габаритных размеров сушильной установки (СУ);
  • тепловой расчет СУ;
  • расчет калориферов;
  • расчет и подбор конденсатоотводчиков, паро- и конденсатопроводов;
  • аэродинамический расчет СУ.

    Расчетно-пояснительная записка сопровождается разработкой принципиальных компоновочных схем СУ в целом и зон, а также пароконденсатных трубопроводов и калориферов. Расчеты выполняются с применением ЭВМ (программа ТЕР.RAS).

4.5. Темы рефератов

- Аналитический обзор конструкций сушильных установок для лубяных культур по авторским свидетельствам и патентам.

- Анализ способов сушки применяемых в других отраслях производства (контактные способы сушки, электрические способы сушки, сублимация и т.д.).

- Поиски методов экономии энергии в установках термовлажностной обработки.

- Методы регенерации и утилизации теплоты.

- Экологические проблемы и их решение в установках для термовлажностной обработки.

- Современные сушильные установки.

- Методы интенсификации процессов сушки и увлажнения.

5. ЛИТЕРАТУРА

5.1. Основная

    Суметов В.А. Сушка и увлажнение лубоволокнистых материалов.- М.: Легкая индустрия, 1980.

    Справочник по заводской первичной обработке льна.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.

5.2. Дополнительная

    Лыков А.В. Теория сушки.- М.: Энергия, 1968.

    Токмаков Е.Н. Сборник задач по курсу "Термовлажностная обработка лубоволокнистых материалов".- Ярославль, 1985.

    Токмаков Е.Н. Сборник лабораторных работ по курсу "Термовлажностная обработка лубоволокнистых материалов".- Кострома, 1988.

    Токмаков Е.Н. Тепловые расчеты паровых сушильных установок.- Кострома, 1990.

    Григорьев В.Н., Зорин В.М. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент.- М.: Энергоиздат, 1982.

    Данилов О.Л.,Леончик Б.И. Экономия энергии при тепловой сушке.- М.: Энергоиздат, 1986.

 

назад домой вперед--&qt;Перечень дисциплин

 
  ©Геворкян Г.О Дьячков В.А.