Розробка системи автоматичного керування вологістю при сушінні вермикуліту із використанням комплексу технічних засобів ОВЕН

Abstract

Актуальність теми. В умовах сучасного розвитку будівельної, сільськогосподарської та хімічної промисловості зростає потреба у використанні екологічно чистих, негорючих, тепло- та звукоізолюючих матеріалів. Одним із таких універсальних природних матеріалів є вермикуліт — мінерал групи гідрослюд, який після термічної обробки набуває унікальних властивостей: низьку теплопровідність, високу пористість, вогнестійкість, біологічну інертність та низьку щільність. Серед усіх етапів обробки вермикуліту сушіння є критично важливим технологічним процесом. Якість сушіння прямо впливає на ефективність подальшого спучування мінералу, його фізико-механічні характеристики та енергетичні витрати при виробництві. Недостатньо просушений вермикуліт може спричинити неоднорідність структури при термічній експансії, зниження теплоізоляційних властивостей та перевитрату енергії у печах. У контексті сучасних вимог до енергоефективності виробництва та оптимізації витрат особливу увагу привертають технології попереднього сушіння вермикуліту із застосуванням автоматизованих, економічно вигідних сушильних установок. Вибір та удосконалення таких установок (наприклад, шахтних або барабанних сушарок) дає можливість підвищити продуктивність лінії, покращити якість кінцевого продукту і зменшити вплив на довкілля. Крім того, актуальність теми зумовлена зростанням експорту вогнестійких і теплоізоляційних матеріалів, де вермикуліт займає чільне місце. Потреба у стабільному та якісному постачанні розширеного вермикуліту обумовлює необхідність оптимізації всіх технологічних процесів, зокрема сушіння як підготовчої стадії. Об’єктом дослідження є процес сушіння вермикуліту у шахтній прямоточній сушарці. Предметом досліджень є залежності енергозатрат на процес сушіння від режиму і параметрів роботи сушарки вермикуліту. Мета і задачі досліджень. Мета роботи полягає розробити або удосконалити технологічний процес сушіння вермикуліту з метою підвищення енергоефективності, забезпечення стабільної якості сировини для подальшого спучування та зниження виробничих витрат. Для досягнення цієї мети сформульовані такі задачі: – дослідження особливостей сучасних систем автоматизації процесів керування температурним режимом сушіння вермикуліту у шахтних сушарках; – розробка функціональної схеми системи керування шахтною сушаркою і алгоритму її роботи; – розробка і дослідження імітаційної моделі об’єкта автоматизації із використанням програмного пакету MatLAB; – обґрунтування вибору алгоритму керування, комплексу технічних засобів автоматизації, визначення показників якості роботи системи керування; – розробка схем системи автоматизації. Методи досліджень. У даній роботі ґрунтуються на основних положеннях теорії сушіння, теплопередачі, масообміну та математичного моделювання з використанням комп’ютерних технологій. Це дозволяє комплексно аналізувати процеси, що відбуваються під час сушіння вермикуліту, та забезпечити точність інженерних розрахунків і проектних рішень.