|
69 ментируемой технологическими требованиями на сушку, после чего подается вентилятором 12 в сушильную камеру 5. Выходящий из сушил Изамосферы— 31 —(-ft* ки воздух разделяется на продукт Ш , 7 Высушеннь продукт два потока, один из которых направляется в узел i/yV\Aj.> •^г=и-~ ~~{0 смешивания 9 другой в теплообменник 8 для перегрева рабочего вещества ТН -Из амосферы HjvWM КЛЛ.ЛИ (Y v V v{ I v> на всасывании в компрессор. В контуре ТН на потоке рабочего вещества между конденсатором 2 и регулирующим вентилем 3 установлен теплообменник с тепловыми трубами, предназначенный для отвода теплоты от сконденсирован Рис. 1.31. ТНСУ с тепловыми трубами: 1 компрессор; 2 конденсатор; 3 регулирующий вентиль; 4 испаритель; 5 сушилка; б камера для предварительного нагревания продукта; 7 теплообменник с тепловыми трубами; 8 теплообменник для перегрева рабочего вещества на всасывание в компрессор; 9, 10узел смешивания; 11 охладитель; 12, 13 вентиляторы; потоки: —0.2 влажный продукт; —0.2.1 высушенный продукт; —3.1 свежий сушильный агент; —3.0 отработанный сушильный агент; —3.3 рециркуляционный сушильный агент; —4.6 жидкий хладагент; —4.6.1 пары хладагента ного в аппарате 2 рабочего вещества, используемой для предварительного нагревания высушиваемого продукта. Нижняя часть тепловых труб омывается жидким рабочим веществом теплового насоса, верхняя вставлена в камеру предварительного нагревания высушиваемого продукта. Продукт поступает в камеру 6, где нагревается за счет непосредственного контакта с тепловыми трубами, а затем направляется в сушилку 5. Известно, что температура сушильного агента, нагреваемого в ТН, обусловлена температурой конденсации рабочего вещества, которая в свою очередь зависит от его давления конденсации. Для получения высоких температур сушильного агента (t ca >70 °С) в рассмотренных установках необходимо чрезмерное увеличение давления конденсации при фиксированном давлении |
43 рабочего вещества тепловой трубы. Предварительное нагревание продукта позволяет, как известно [62], повысить производительность установки на 35—40%, а использование для этого теплообменника с тепловыми трубами снижает продолжительность предварительного нагревания продукта (за счет увеличения коэффициента теплоотдачи) и уменьшает габариты теплообменника. Меняя рабочее вещество тепловой трубы, можно нагревать продукт до требуемой температуры. •0.2. Г-> Из атмосферы В атмосферу Рис. 1.6. ТНСУ с двумя температурными уровнями сушильного агента: I двухступенчатый турбокомпрессор; 2, 3 двухсекционный конденсатор; 4,6регулирующий вентиль; 5 промежуточный сосуд; 7 испаритель; 8, 9,12 вентилятор; 10,11 сушилка; 13 узел смешивания; потоки: —0.2 влажный продукт; —0.2.1 высушенный продукт; —3.1 свежий сушильный агент; —3.0 отработанный сушильный агент; —-3.3 рециркуляционный сушильный агент; —4.6—• жидкий хладагент; — 4.6.1 пары хладагента. В схеме ТНСУ с тепловыми трубами (рис.1.7) атмосферный воздух предварительно нагревается (в узле смешивания 9) и поступает в конденсатор 2, где нагревается до температуры, регламентируемой технологическими требованиями на сушку, после чего подается вентилятором 12 в сушильную камеру 5. Выходящий из сушилки воздух разделяется на два потока, один из которых направляется в узел смешивания 9 другой в теплообменник 8 для перефева рабочего вещества ТН на всасывании в компрессор. 44 Из амосферы j/ Влаж ный_ •02—t продукт 021Высушенный продукт -W-) Из амосферы Рис. 1.7. ТНСУ с тепловыми трубами: / компрессор; 2 конденсатор; 3 регулирующий вентиль; 4 испаритель; 5 сушилка; 6 камера для предварительного нагревания продукта; 7 теплообменник с тепловыми трубами; 8 теплообменник для перегрева рабочего вещества на всасывание в компрессор; 9, 10узел смешивания; 11 охладитель; 12, 13 вентиляторы; потоки: —0.2 влажный продукт; — 0.2.1 высушенный продукт; —3.1 свежий сушильный агент; —3.0 отработанный сушильный агент; —3.3— рециркуляционный сушильный агент; —4.6 жидкий хладагент; —4.6.1 пары хладагента. В контуре ТН на потоке рабочего вещества между конденсатором 2 и регулирующим вентилем 3 установлен теплообменник с тепловыми трубами, предназначенный для отвода теплоты от сконденсированного в аппарате 2 рабочего вещества, используемой для предварительного нагревания высушиваемого продукта. Нижняя часть тепловых труб омывается жидким рабочим веществом теплового насоса, верхняя вставлена в камеру предварительного нагревания высушиваемого продукта. Продукт поступает в камеру 6, где нагревается за счет непосредственного контакта с тепловыми трубами, а затем направляется в сушилку 5. Известно, что температура сушильного агента, нагреваемого в ТН, обусловлена температурой конденсации рабочего вещества, которая в свою очередь зависит 45 от его давления конденсации. Для получения высоких температур сушильного агента (tc.a>70°C) в рассмотренных установках необходимо чрезмерное увеличение давления конденсации при фиксированном давлении всасывания рабочего вещества в компрессор, что приводит к возрастанию степени повышения давления, снижению объемных показателей компрессора и уменьшению экономичности ТН [123]. 1.4. Методология системного подхода в задачах исследования замкнутой сушильной технологической системы (СТС) с тепловым насосом 1.4.1. Синтез и анализ замкнутой СТС Задачи, возникающие в связи с исследованиями СТС, делят на задачи анализа и синтеза [22, 23, 44, 45, 75, 88, 104, 129]. Задачи анализа СТС изучают свойства и эффективности функционирования системы в зависимости от структуры технологических связей между элементами и подсистемами, а также в зависимости от значений конструкционных и технологических параметров системы и от параметров технологических режимов элементов. Задачи синтеза СТС состоят в выборе структуры технологических связей, значений параметров системы и параметров технологических режимов элементов, исходя из заданных свойств и показателей эффективности функционирования СТС, имеющих оптимальные в некотором смысле значения. Фундаментальная цель задачи анализа СТС заключается в том, чтобы математически связать характеристики состояния системы (значения выходных переменных) с параметрами и характеристиками состояния элементов (подсистем) в зависимости от структуры технологических связей между элементами (подсистемами) СТС. На практике при решении задач проектирования сложных СТС, их модернизации, а также при определении оптимальных технологических режимов функционирования задачи анализа наиболее часто трактуются как задачи оценки возможных вариантов системы (выбор возможной структуры тех |