При обычной сушке бумаги на бумагоделательной машине процесс сушки осуществляется последовательно двумя чередующимися циклами: контактной сушкой во время соприкосновения бумажного полотна с горячей поверхностью сушильного цилиндра и конвективной сушкой во время прохождения полотном участка свободного хода между нижним и верхним сушильным цилиндрами. Соотношение количеств влаги, испаряемой при контактном и конвективном циклах сушки, в основном зависит от скорости бумагоделательной машины и конструктивных особенностей ее сушильной части, т. е. от соотношения длины дуги охвата бумажным полотном горячей поверхности сушильного цилиндра к длине участка свободного хода полотна между нижним и верхним цилиндрами. Хотя основное количество воды удаляется во время соприкосновения бумажного полотна с горячей поверхностью цилиндров, тем не менее по мере повышения скорости бумагоделательной машины возрастает доля воды, удаляемой конвективной сушкой, при которой испарение воды происходит в основном за счет заряда тепла, полученного бумагой от горячей поверхности сушильных цилиндров. При конвективном цикле сушки вода испаряется с обеих сторон бумажного полотна и его температура при этом несколько понижается.[ ...]
В основном коэффициент теплопередачи К зависит от величии ои и аг, так как термическое сопротивление чугунной стенки цилиндра относительно невелико. На уменьшение величины оц оказывает влияние наличие в цилиндре конденсата и воздуха, а также окалины, накипи и масла.[ ...]
Все эти примеси существенно снижают теплоотдачу от пара к стенке цилиндра и для эффективной сушки бумаги должны быть приняты все необходимые меры для полного удаления из цилиндров конденсата и воздуха, а также для предотвращения образования окалины и накипи и попадания с паром масла. В качестве примера вредного влияния содержания в цилиндре посторонних примесей укажем лишь на то, что наличие в паре 10 % по объему воздуха снижает эффективность сушки на 8 % и если бы в паре содержалось по объему 30 % воздуха, то эффективность сушки снизилась бы на 26%. Поэтому при пуске бумагоделательной машины после очередной остановки скопившийся в сушильных цилиндрах воздух должен быть вытеснен предварительной сквозной продувкой паром. Непрерывный отвод пара из цилиндров с обеспечением циркуляции пара в сушильной части бумагоделательной машины предотвращает скопление взодуха в цилиндрах в процессе работы машины.[ ...]
Значительное уменьшение величины аг происходит при образовании на наружной поверхности сушильных цилиндров слоя приставших к ней частиц канифольного клея, минерального наполнителя и волокон. Наличие подобного слоя влечет за собой не только резкое ухудшение теплоотдачи от сушильного цилиндра бумаге, но и дефекты бумаги, связанные с ее прилипанием к этому слою. Чаще всего такой слой образуется в результате нарушения постепенности в подъеме температуры от цилиндра к цилиндру при сушке бумаги и применения уже на первых сушильных цилиндрах чрезмерно высокой температуры их поверхности. Соблюдение нормального температурного режима сушки бумаги и надлежащая работа шаберов сушильных цилиндров обеспечивают ликвидацию «шубы» на поверхности цилиндров.[ ...]
Недостаточно плотный контакт высушиваемой бумаги с горячей поверхностью сушильного цилиндра и наличие между ними воздушной прослойки также является причиной уменьшения коэффициента теплоотдачи от цилиндра к бумаге. Этот ко-, эффициент не является постоянным на всех цилиндрах сушильной части бумагоделательной машины: он выше на первых сушильных цилиндрах, где бумажное полотно наиболее влажное, и ниже в конце сушильной части, где бумажное полотно уже в значительной степени высохло.[ ...]
На эффективность конвективной сушки бумаги при свободном движении бумажного полотна в промежутках между расположенными в два ряда сушильными цилиндрами оказывает влияние температура и влажность окружающего воздуха, а также скорость его движения в этих промежутках. Чем выше температура окружающего воздуха и меньше его влажность, тем интенсивнее будет проходить процесс сушки и тем больше влаги сможет поглотить воздух, вентилирующий сушильную часть бумагоделательной машины. Одной лишь организацией подачи подогретого воздуха в промежутки между сушильными цилиндрами можно повысить производительность сушильной части машины примерно на 10%; немаловажное значение при этом имеет и скорость подаваемого воздуха. Чем больше эта скорость, тем интенсивнее уносит воздух выделяющийся водяной пар из зоны испарения. Скорость воздуха, вентилирующего сушильную часть бумагоделательной машины, должна быть ограничена для того, чтобы не порвать при этом высушиваемое полотно бумаги.[ ...]
Проклейка бумаги канифольным клеем не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на скорость сушки бумажного полотна. Из фибриллированных волокон бумажной массы жирного помола обычно получается бумага повышенной сомкнутости и плотности. Это приводит к замедлению сушки подобной бумаги (рис. 76). При одной и той же степени помола массы волокна целлюлозы сохнут медленнее, чем волокна древесной массы. Последние, будучи более грубыми, образуют в бумаге капилляры с большим диаметром. Повышенная же пористость бумаги облегчает удаление из нее воды испарением. К тому же волокна древесной массы из-за содержания инкрустирующих веществ менее гигроскопичны, чем волокна целлюлозы и легче отдают воду при сушке, что также объясняет их повышенную скорость сушки.[ ...]
В начале процесса сушки из-за испарения влаги с поверхности создается разность концентраций между поверхностным и следующим за ним слоем. Вследствие этого возникает диффузия влаги из толщи материала к его поверхности. Этот процесс носит название внутренней диффузии влаги в отличие от внешней диффузии влаги — процесса, при котором влага перемещается с поверхности материала в окружающую среду.[ ...]
Точка на кривых сушки (рис. 77), являющаяся границей между первым и вторым периодами процесса сушки, получила название критической точки. В общем случае физический смысл критической точки заключается в том, что она соответствует критическому влагосодержанию, ниже которого влаги в высушиваемой бумаге становится недостаточно для восполнения убыли ее на наружной поверхности.[ ...]
Наблюдения показывают, что описанный механизм сушки остается в целом аналогичным как при длительной конвективной сушке картона, так и при быстро протекающей на поверхности цилиндра контактной сушке бумаги, в том числе и тончайшей. Отличие заключается лишь в том, что при конвективной сушке картона (особенно с повышенной массой его 1 м2) периоду постоянной скорости сушки предшествует кратковременный, занимающий 2—3 % от всего времени сушки период прогрева высушиваемого материала, тогда как при контактной сушке бумаги ее прогрев до заданной температуры практически осуществляется мгновенно. Кроме того, при конвективной сушке картона исследователи наблюдали в периоде падающей скорости на кривых сушки вторую критическую точку, которую обнаружить не удавалось при контактной сушке бумаги.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Кинетика усадки бумаги в процессе ее сушки |
 |
| Влияние степени помола на скорость контактной сушки бумаги |
 |