Повышение энергоэффективности процесса сушки волокнистых материалов

https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-3-109-119
В современной текстильной промышленности одним из самых энергозатратных и распространенных процессов является сушка, которой подвергаются волокна, пряжа и ткани после различных операций (пропитка, экстрагирование, крашение и др.). Сложный тепло-массообменный процесс сушки проводится при достаточно высоких температурах и является энергозатратным. Для снижения общего энергопотребления в текстильном производстве необходимо проводить предварительное обезвоживание материалов перед сушкой, например, в центрифугах, интенсификацию сушки физическими полями и др. Современные промышленные сушильные установки для текстильных материалов обеспечивают доста-точно быструю и равномерную сушку, повышая общую эффективность данного этапа производства го-товой текстильной продукции. Энергоэффективные решения для процесса сушки, позволяют снизить негативное воздействие процесса на окружающую среду. Промышленная сушка текстильных материалов проводится в конвективных или контактных сушилках при использовании тепловой энергии. В конвектив-ных сушилках сушильным агентом является воздух. В контактных сушилках для обогрева барабанов ис-пользуется водяной пар. В статье рассматриваются важные направления совершенствования технологи-ческого процесса и оборудования, предназначенного для сушки волокнистых материалов. К ним относятся: внедрение механического предшествующего сушке обезвоживания; выбор гибридных систем в бара-банных сушилках; утилизация конденсата и пара в барабанных сушилках; изоляция торцевых панелей и отмена промежуточной сушки в барабанных цилиндрических сушилках; контроль влажности материала для предотвращения пересушивания ткани; сокращение времени простоя сушилок посредством планиро-вания подачи партий ткани; использование многократной сушки ткани в барабанных сушилках. Совер-шенствование процесса сушки текстильных материалов возможно при использовании ультразвукового поля, инфракрасного излучения и других способов интенсификации при обеспечении своевременного техни-ческого обслуживания сушильного оборудования, программируемого изменения температуры в процессе сушки.
1. Афанасьев А.В., Афанасьева В.В. Исследование теплообмена при струйном ламинарном обтекании цилиндра в режиме смешанной конвекции // Лесной вестник / Forestry bulletin. 2022. № 6. С. 114 – 124.
2. Исаев М.В. Повышение энергоэффективности и безопасности технологии получения тонкосуконного материала специального назначения // Второй международный конкурс научных проектов «Стираем грани-цы». 2024. Т. 20. С. 96.
3. Шувалов Е.В., Жмакин Л.И. Канальная система нагрева паром контактной поверхности барабанных сушильных машин в текстильной промышленности // Сборник научных трудов аспирантов. 2014. С. 82 – 85.
4. Юдин Д.Р. Повышение эффективности процесса конвективной сушки волокнистых материалов // В сборнике: Проблемы развития современного общества: Сборник научных статей 9-й Всероссийской нацио-нальной научно-практической конференции: в 3-х т. Курск, 2024.
5. Walker A.C. Drying of Textiles // Journal of Fluids Engineering. December 2022. № 65 (4). P. 329 – 336. DOI:10.1115/1.4018759
6. Хмелев В.Н., Нестеров В.А., Кошелева М.К., Генне Д.В., Тертишников П.П. Разработка экспериментального стенда для исследования непрерывной конвективной сушки текстильных материалов при контактном ультразвуковом воздействии // Промышленные процессы и технологии. 2022. Т. 2. № 2. С. 64 – 76. https://doi.org/10.37816/2713-0789-2022-2-2(4)-64-76
7. Сажин Б.С., Федосов С.В., Кошелева М.К. Формирование научных направлений и отражение научных достижений в области повышения эффективности тепломассообменных процессов, экологической и производственной безопасности текстильных производств в разделе "Экологическая и производственная безопасность. Промтеплоэнергетика" // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 2018. № 4 (376). С. 116 – 122.
8. Куц П.С., Ольшанский А.И. К вопросу приближенной методики расчета кинетики конвективной сушки плоских материалов // Инженерно-физический журнал. 1975. Т. 28. № 4. С. 19 – 21.
9. Хмелев В.Н., Кошелева М.К., Доровских Р.С., Голых Р.Н., Шалунов А.В., Нестеров В.А., Новикова Т.А. Ультразвуковая сушка текстильных материалов // Химическая технология. 2018. №4. С. 178 – 185.
10. Кошелева М.К., Дорняк О.Р. Моделирование процессов тепло- и массопереноса при конвективной сушке хлопчатобумажных тканей // Теоретические основы химической технологии. 2024. Т. 58. № 1. С. 27 – 34.
11. Kosheleva M.K., Rudobashta S.P., Dornyak O.R., Dmitriev V.M. Convective drying of flat fibrous materials // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2023. Т. 96. № 4. С. 988 – 993.
12. Khmelev V., Shalunov A., Terentiev S., Golykh R., Nesterov V. Ultrasonic dehydration of materials without liquid-vapor transition. Drying Technology. 2024. Т. 42. № 6. С. 967 – 979.
13. Хмелёв В.Н., Шалунов А.В., Терентьев С.А., Голых Р.Н., Нестеров В.А. выявление и исследование механизма удаления влаги из материалов при ультразвуковом бесконтактном воздействии // Инженерно-физический журнал. 2024. Т. 97. № 4. С. 939 – 950.
14. Shalunov A.V., Khmelev V.N., Terent’ev S.A., Nesterov V.A. Identification of regimes and conditions for moisture, removal from materials by noncontact exposure to ultrasonic vibrations // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2022. Т. 95. № 4. С. 909 – 917.
15. Терентьев С.А. Интенсификация процесса сушки капиллярно пористых материалов бесконтактным ультразвуковым воздействием: дис. …. канд. техн. наук. Бийск: БТИ АлтГТУ, 2022. 139 с.
Фёдорова А.П., Новикова Т.А., Зайцева Я.П. Повышение энергоэффективности процесса сушки волокнистых материалов // Chemical Bulletin. 2024. Том 7. № 3. С. 109 – 119. https://doi.org/10.58224/2619-0575-2024-7-3-109-119