Мета дослідження – визначення кінетичних закономірностей процесу сушіння флютингу із застосуванням інфрачервоного випромінювання, необхідних для інтенсифікації цього процесу та розрахунків і конструювання відповідного обладнання.
Об’єкт дослідження – процес сушіння флютингу із використанням інфрачервоного випромінювання.
Предмет дослідження – кінетика процесу сушіння флютингу із використанням інфрачервоного випромінювання та визначення основних параметрів процесу, необхідних для інтенсифікації цього процесу та розрахунків і конструювання відповідного обладнання.
Задачі дослідження:
- На базі критичного аналізу літературних джерел обґрунтувати вибір методу сушіння флютингу.
- Запропонувати фізичну модель процесу сушіння флютингу із використанням інфрачервоного випромінювання.
- На основі фізичної моделі скласти математичну модель процесу сушіння флютингу із використанням інфрачервоного випромінювання.
- Обґрунтувати методику експериментальних досліджень процесу.
- Розробити та виготовити експериментальну установку.
- Виконати експериментальні дослідження процесу сушіння
- Визначити кінетичні закономірності процесу сушіння флютингу із використанням інфрачервоного випромінювання.
- Перевірити адекватність математичної моделі експериментальним даних.
- Розробити алгоритм розрахунку промислової установки.
- Апробація та впровадження результатів досліджень.
Схема дослідної установки:
1 – персональний комп’ютер; 2 – електронні ваги (±0,003 г); 3 – інфрачервоний випромінювач (потужність 200 або 1000 Вт); 4 – ватметр; 5 – пірометр (±2 °С); 6 – лінійка
Фізична модель передбачає, що по товщині папір для флютинга умовно поділяється на елементарні шари. Допускається, що параметри паперу в будь-який момент часу змінюються по товщині та однакові по площині.
3-D модель дослідної установки:
1,2 – лампа ІЧ випромінювання з рефлектором; 3 – дослідний зразок (папір); 4 – сітка; 5 – підтримуюча платформа; 6 – повітрозахисний кожух; 7 – теплоізоляційний кожух; 8 – ваги; 9 – вібростійка поверхня
Вважається, що більша частина інфрачервоного випромінювання, що падає на поверхню паперу, поглинається ним з виділенням теплової енергії. Менша ж частина випромінювання віддзеркалюється від поверхні паперу та проходить його наскрізь.
Так, як інтенсивність інфрачервоного випромінювання зменшується при проходженні через папір, то виникає різниця температур на ближній та дальній поверхнях паперу відносно напрямку проходження випромінювання. Це зумовлює виникнення термоградієнта, що спричиняє переніс тепла також за рахунок і теплопровідності.
Теплова енергія, що виділяється по товщині, витрачається на нагрів паперу та вологи в ньому, а також на випаровування. Утворена пара дифундує між волокнами паперу до його поверхні та видаляється назовні.