ANALIZA PRACY CHŁODZIARKI WIBROFLUIDYZACYJNEJ CWFM

Transkrypt

1 Aleksander FEDORYSZYN 1 Krzysztof SMYKSY 2 Wydział Odlewnictwa Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica 1. Wrowadzenie. Proces chłodzenia wodno-owietrznego (wyarnego) jest najefektywniejszy, gdyż wykorzystuje się w nim wysokie cieło arowania wody [1 8]. Proces ten jest realizowany w chłodziarkach wibrofluidyzacyjnych [9]. Są to urządzenia, w których rzemieszczająca się warstwa nawilżonej masy jest rzedmuchiwana na całej długości chłodziarki owietrzem chłodzącym. 2. Charakterystyka badanej chłodziarki wibrofluidyzacyjnej CWFM Parametry badanej chłodziarki wibrofluidyzacyjnej, rodukcji P.P.P. TECHNICAL, zestawiono w tablicy 1 [2,9]. Tablica 1. Charakterystyka techniczna chłodziarki wibrofluidyzacyjnej CWFM 3510 założenia. L Parametr Jedn. Wartość 1 Wydajność; Wmax. Mg/godz Wymiary rynny, dł. szer.; L B mm Wymiary dystrybutora, dł. szer.; L B mm Prędkość transortu masy; v m/s 0,05 0,2 5 Temeratura oczątkowa masy; t 0 c Temeratura końcowa masy; t k 0 c 15 0 C owyżej tem. otoczenia 7 Wilgotność oczątkowa; W % 1,2 2,0 8 Wilgotność końcowa; W k % 0,5 2,0 9 Ilość owietrza chłodzącego; m 3 /s 1,73 10 Ilość owietrza odciąganego; m 3 /s 2,55 11 Ilość wibratorów; szt Amlituda liniowa; a max mm 3,75 13 Moc jednego wibratora, N wib kw 1,6 14 Ilość dysz natryskowych szt. 3 rzędy 5 dysz 15 Ilość odawanej wody rzez dyszę l/min 1,4 2,4 Zasilanie w owietrze chłodzące zaewnia wentylator odmuchowy WWOax 35,5 o wydajności V= 2,2, m 3 /s, obr. N = 2940 obr/min, mocy N = 11 kw i srężu Δ c =3150 Pa. Uzyskanie założonego odciśnienia w komorze roboczej zaewniało odłączenie do odciągu z wentylatorem romieniowym WWOax 40 o V=2,55 m 3 /s, n=2940 obr/min, N = 15 kw i Δ c =3750 Pa. Prototyowa chłodziarka wibrofluidyzacyjna została wyosażona w dystrybutor owietrza wykonany z blachy erforowanej (1H18N9T). Dystrybutor ten zamocowano na rozostartej blasze o szerokości 990 mm z otworami Ø 40 45/60 0. Mocowanie rozwiązano rzez zastosowanie 5 listew dociskowych o szerokości 40 mm, umieszczonych co 240 mm. 1 dr hab. inż., rof nadzw. alfa@uci.agh.edu.l 2 dr inż. ksmyksy@uci.agh.edu.l 139

2 Odlewnictwo XXI wieku technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze Podstawowym zesołem chłodziarki jest rynna, o wymiarach łaszczyzny mocowania dystrybutora 350/ /1148, i masie 1860 kg rodukcji VIBRO-ECO- TECH. Rynna ta jest od góry zamknięta osłoną o masie 88 kg. Długość utworzonej komory roboczej wynosi L śr = 3292 mm (mierząc odległość od środków zasyu do wysyu). Naęd rynny stanowią 2 elektrowibratory (rys.1.), z możliwością zmiany ołożenia wirujących mas. Amlituda liniowa wynosi a max =3,75 mm, rędkość obrotowa n=960 obr/min, moc N=1,6 kw. Projektowa rędkość transortu nosiwa v = 0,1 0,2 m/s. Instalacja wodna składa się z 3 rzędów dysz odawania wody. Podawanie wody w odowiednich rzędach (sekcjach) jest uruchamiane o rzekroczeniu temeratury masy owyżej temeratury regulatora w szafie sterowniczej. Sterowanie olega na nastawie rogu temeratury oraz wsółczynników określających czas racy (odawania wody) dysz. Temeraturę masy wewnątrz komory roboczej mierzą termometry czujniki termoelektryczne łaszczowe TTPJ-1-V60-SP rodukcji LIMATHERM. Końcówki czujników są umieszczone tuż nad dnem: I rzy ścianie komory (0,003 L), II w odległości 1290mm (0,37 L), a III 100 mm od wysyu (0,97 L; rzy L=3500 mm). Dysze w ilości 15 sztuk umieszczono w trzech rzędach: I- w odległości 665 mm od oczątku komory, II odległy od I rzędu o 1570 mm i III w odległości 1150 od II. Biorąc od uwagę długość L komory roboczej w wartości 3500 mm ołożenie rzędów (rzewodów kolektorów orzecznie do dłuższego boku komory) wynosi I- 0,19, II 0,63 i III 0,97 L. Ze względu na to, że od kolektorów do dysz woda jest dorowadzana oziomymi rurkami o długości ok. 192 mm, to ołożenie dysz rozryskowych jest nastęujące: I 857,5 mm (0,22 L), II- 2042,5 mm (0,525 L), III 3192,5 mm (0,82 L; rzy L = 3893,5 mm licząc od skraja komory do osi wysyu.) Każda z dysz jest zakończona rozylaczem wklęsło-stożkowym TN 26 rodukcji Sraychy System WIGO Gliwice. Ilość rozylanej wody zależy od jej ciśnienia mierzonego na manometrze G ¼ o zakresie 0 10 bar. Zastosowano regulatory ciśnienia DO5F ¾ A. Woda do dysz jest odawana o stwierdzeniu obecności masy w komorze chłodziarki. Obecność stwierdzają 4. łoatki aluminiowe ustawiane w odległości ok. 5 mm od dna erforowanego. Przeływ masy owoduje odniesienie łoatek inicjatorów, aż do zetknięcia się z owierzchnia czołową czujników ruchu PCID M 30 1,5. 3. Ois omiarów. Przerowadzone omiary [2] arametrów niezbędnych do oceny racy chłodziarki CWFM obejmowały od względem mierzonych wielkości fizycznych: arametry owietrza: temeratura, wilgotność względna, rędkość rzeływu owietrza, arametry masy formierskiej: temeratura, wilgotność, rędkości rzemieszczania masy na taśmie: odajnika, rzenośnika, wymiary rzekroju strugi masy formierskiej na taśmie odajnika, rzenośnika, rynnie chłodziarki, amlitudy drgań rynny chłodziarki. W tablicy 2 scharakteryzowano syntetycznie rzerowadzone omiary z odaniem zastosowanej aaratury omiarowej oraz celu rowadzonych badań ze szczególnym uwzględnieniem danych niezbędnych do sorządzenia bilansu cieła i wilgoci dla rototyowej chłodziarki. Podano metodykę omiarów oraz wykaz stosowanych rzyrządów zarówno do badań odstawowych jak i często do badań srawdzających. Wyniki omiarów wymienionych wielkości kojarzono onadto ze wskaźnikami rocesu odlewniczego, takimi jak wartość obciążenia cielnego formy, wielkość formy, 140 Nowa Sól r.

3 temeratura i wilgotność otoczenia, stoień odświeżania, rodzaj i jakość materiałów odświeżających, ilość i sosób odawania wody it. Tablica 2. Charakterystyka rowadzonych omiarów oraz sosobu określania wielkości niezbędnych do obliczeń bilansowych i oceny racy chłodziarki CWFM. Mierzona wielkość Temeratura i wilgotność względna) owietrza dorowadzonego od dno erforowane Temeratura i wilgotność względna owietrza w odlewni (hali) Temeratura i wilgotność względna owietrza odciąganego z chłodziarki Temeratura i wilgotność masy formierskiej odawanej do chłodziarki Temeratura i wilgotność masy formierskiej na wylocie chłodziarki Strumień masy formierskiej odawanej do chłodziarki Strumień masy formierskiej ouszczającej chłodziarkę Strumień owietrza dorowadzonego do chłodziarki (od dno erforowane) Amlituda drgań rynny rzenośnika Częstotliwość drgań rynny Kierunek drgań, kąt ochylenia dystrybutora owietrza Symbol mierzonej oraz określanej wielkości t, i, x t h, t k, i, x h i, x k f W h k Stosowana aaratura, metodyka omiaru Aaratura odstawowa: mikrorocesorowy zestaw do omiaru temeratury i wilgotności względnej owietrza, Aaratura srawdzająca: termohigrometr HD8901, termoanemometr PAT 88 TM Termohigrometr HD8901 z sondą HD 850 1S. Aaratura odstawowa: mikrorocesorowy zestaw do omiaru temeratury i wilgotności względnej owietrza, Aaratura srawdzająca: termohigrometr HD8901, termoanemometr PAT 88 TM t, Temeratura: termohigrometr HD8901, z sondą TP t, W fk k f fk a f, 870/C; Wilgotność: metoda grawimetryczna Temeratura: termohigrometr HD8901, z sondą TP 870/C; Wilgotność: metoda grawimetryczna Metoda ośrednia: omiar rędkości taśmy odajnika, wymiarów geometrycznych rzekroju strumienia masy, określenie gęstości ozornej masy na taśmie odajnika (w stanie soczynku) metodą grawimetryczną Metoda ośrednia: omiar rędkości rzemieszczania masy w chłodziarce, omiar wymiarów geometrycznych rzekroju strumienia masy oddanej wibrofluidyzacji, określenie gęstości ozornej masy na rynnie chłodziarki, wykorzystanie danych użytkownika (omiar ośredni omiar masy ouszczającej chłodziarkę w określonym czasie), Oszacowanie na odstawie omiaru natężenia strumienia masy odawanej oraz omiaru wilgotności masy na wylocie z urządzenia; Pomiary srawdzające: omiar rędkości taśmy rzenośnika masy formierskiej, wymiarów geometrycznych rzekroju strumienia masy, oszacowanie gęstości ozornej masy na taśmie rzenośnika Metoda ośrednia: omiar rędkości rzeływu owietrza w rzewodzie dorowadzającym owietrze do chłodziarki- termoanemometr PAT 88 TM, omiar wymiarów geometrycznych rzewodu; Oszacowanie: na odstawie danych katalogowych wentylatora odmuchowego, analiza oorów sieci owietrza (rzewody rurowe, rzeustnica, oory dna erforowanego) Rejestracja mechaniczna rzy omocy rysika, (cel omiaru: oszacowanie wydajności chłodziarki) Dane katalogowe wibratorów naędu rynny, oszacowanie na odstawie rzebiegu czasowego drgań (zais mechaniczny, cel omiaru: oszacowanie wydajności chłodziarki) Rejestracja mechaniczna rzy omocy rysika, omiar kątomierzem 141

4 Odlewnictwo XXI wieku technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze 4. Obliczenia bilansowe. W równaniach bilansowych w miejsce bezwzględnych wartości składników bilansu wrowadzono odowiednie wartości strumieni cieła, entalii oraz wody. Obliczenia bilansowe wykonano w oarciu o odowiednio zarojektowany arkusz kalkulacyjny EXCEL. Dane wyjściowe do obliczeń rzyjęto na odstawie omiarów. Zastosowana aaratura oraz rzyjęta metodyka omiarowa była owodem takiego rzekształcenia równań bilansu wymiany cieła i masy, aby można było ocenić wielkość rzyrostów odowiednich strumieni wystęujących w równaniach, czyli: Q Powyższe równanie można zaisać w nastęującej formie: w którym:.. Q Q4 Q3 Q5 Q2 Q R. (1) ΔQ Q ΔQ Q 3, (2) mf ch,q, Q, - strumienie cieła dorowadzone do chłodziarki z masą obiegową, 3 owietrzem chłodzącym i wodą uzuełniającą, Q4, Q 5 - strumienie cieła odrowadzane z chłodziarki z ochłodzoną masą i owietrzem odlotowym, Q. r - cieło rozroszone do otoczenia; R.. ΔQ mf - rerezentuje strumień cieła wymieniany rzez chłodzoną masę formierską z owietrzem chłodzącym oraz otoczeniem; ΔQ ch - ujmuje strumień cieła związany ze zmianą entalii owietrza chłodzącego; Q. R - wielkość ta ujmuje cieło rozroszone do otoczenia oraz odchyłkę wynikającą z błędów omiarowych. Powyższy zais uroszczono stosując odstawienie - ΔQ Q 3 ΔQ ; ostatecznie równanie (2) zaisano w ostaci: mf ch R mf Δ Q ΔQ Q (3) mf Obliczenia dotyczyły również bilansu wilgoci. Ostateczny zais równania bilansowego rzedstawia się nastęująco: (4) f w 100 w fk w k 100 m x m h x h x WR. Wielkości: Q. R oraz WR w owyższych równaniach oraz w oracowanym modelu obliczeniowym [2] można traktować także jako wielkości uzgadniające równania bilansowe wynikające z określonych strat trudnych do analitycznego ujęcia oraz omiaru (m in.: cieło rozraszane do otoczenia, kondensację ary wodnej it.) oraz błędów omiarowych związanych ze stosowaną aaraturą, nieuniknionych fluktuacji wielkości mierzonych it. 142 Nowa Sól r.

5 5. Wyniki omiarów oraz obliczeń i ich dyskusja. Obliczenia odstawowych arametrów strumieni owietrza w rocesie chłodzenia dokonano na odstawie rzerowadzonych omiarów (tablica 2) oraz w oarciu o zależności analityczne będące oracowaniem danych tablicowych [5]. Z rzerowadzonych omiarów wybrano te, które ilustrują wływ zmiennych arametrów rocesu na efekty chłodzenia. Wyniki zrealizowanych omiarów oraz obliczeń bilansowych zamieszczono w tablicy 3 oraz rzedstawiono również w formie graficznej na rysunkach 1 3. Ze względu na zastosowaną formę graficzną rzyjęto konwencję, w której strumieniom wejściowym rzyisano znak - a strumieniom wyjściowym w rocesie chłodzenia znak +. Na wykresie rzyrostów strumieniom cieła związanym z masą formierską rzyisano znak - a rzyrostowi entalii owietrza chłodzącego znak +. Bilans cieła i wilgoci rzerowadzono dla rerezentatywnych danych z omiarów oznaczono je jako serie I V. Do obliczeń rzyjęto wartość wydajności odawanej masy równą 20 t/h (~ 5,56 kg/s). Obliczenia miały na celu ocenę efektów chłodzenia rzy wysokiej temeraturze masy odawanej do chłodziarki, w warunkach niekorzystnych z unktu widzenia rocesu tj. okresie letnim. Obliczenia srawdzające (VI) dokonano rzy założeniu wydajności chłodziarki 30 t/h. Obliczenia bilansowe rzerowadzone rzy założeniu wyższej wydajności chłodziarki ozwalają leiej ocenić graniczne możliwości urządzenia. Na odstawie analizy rocesu chłodzenia można rzyjąć, że jeżeli efekty działania chłodziarki są zadowalające rzy wyższej wartości stosunku masowego: strumienia masy formierskiej do strumienia owietrza to rzy niższych wartościach tego stosunku efektywność chłodzenia orawi się. Oczywiście ograniczeniem dolnym tego stosunku w racy chłodziarki są wskaźniki energetyczne (zbyt duże zaotrzebowanie owietrza) oraz technologiczne duża rędkość rzeływu owietrza rzez złoże wibrofluidalne masy może rowadzić do wywiewania (elutriacji) aktywnego leiszcza. Przerowadzono symulacje rocesu chłodzenia mające na celu ocenę wływu wahań wydajności chłodziarki na wynik obliczeń bilansu cieła i wilgoci. Ich wyniki ozwalają na stwierdzenie, że odchylenia wydajności w zakresie 1 t/h (+, -) nie wywołują dużych różnic w wynikach obliczeń. Z unktu widzenia dokładności rowadzonych omiarów różnice te mieszczą się w granicach błędów wynikających z rzyjętej metodyki omiarów. 143

6 Odlewnictwo XXI wieku technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze Tablica 3. Wyniki omiarów arametrów rocesu chłodzenia. Oznaczenie serii omiarów: I II III IV V VI Parametry rocesu chłodzenia: masa formierska odawana do chłodziarki kg/s strumień masy formierskiej 5,56 8,33 1 f 2 t f 0 C temeratura masy formierskiej 40,8 52,8 45, ,8 53,0 3 w % wilgotność masy formierskiej 0,9 0,5 1,5 1,1 1,2 0,5 masa formierska o schłodzeniu t 0 C temeratura masy formierskiej 33,2 38,2 30,5 31,7 28,9 33,0 4 fk 5 w k % wilgotność masy formierskiej 1,8 1,3 1,7 1,4 1,5 1,5 woda odawana odczas chłodzenia kg/s strumień wody 0,062 0,067 0,038 0,032 0,035 0,133 6 w 7 t w 0 C temeratura wody owietrze chłodzące z wentylatora odmuchowego V m 3 /s strumień owietrza 2,0 2,22 kg/s strumień owietrza z wentylatora odmuchowego 2,235 2,243 2,307 2,312 2,385 2,54 t 0 C temeratura owietrza 32,15 31,71 24,34 24,46 16, % wilgotność względna 41, ,1 38,1 49,23 38 owietrza 12 x kg/kg wilgotność bezwzględna 0,0127 0,0112 0,0088 0,0073 0,0056 0, i kj/s entalia właściwa owietrza 64,75 60,49 46,96 43,27 30,4 48,85 owietrze odciągane z chłodziarki o zmieszaniu z zasysanym V m 3 /s strumień owietrza 2,2 2,55 14 m 15 m kg/s strumień owietrza odciąganego z chłodziarki 2,423 2,357 2,424 2,445 2,507 2,73 t 0 C temeratura owietrza 34,3 41,9 34,0 33,6 26,9 38,7 16 m 17 m % wilgotność względna 50,7 37,4 53,1 39,9 49,2 60,0 owietrza x kg/kg wilgotność bezwzględna 0,0174 0,0193 0,0179 0,013 0,011 0, m 19 i m kj/s entalia właściwa owietrza 79,07 91,9 79,99 67,15 55,15 106,98 20 x k kg/kg wilgotność bezwzględna owietrza o chłodzeniu 0,0179 0,0197 0,0183 0,0133 0,0113 0,0278 entalia właściwa owietrza o chłodzeniu 80,78 93,59 81,76 68,57 56,45 111,6 owietrze zasysane z hali strumień owietrza zasysanego z hali 0,188 0,004 0,116 0,134 0,122 0,19 t 0 C temeratura 29,3 29,3 23,1 23,2 15,3 25,0 21 i k kj/s 22 h kg/s 23 h 24 h % wilgotność względna 44,6 44,6 48,1 42,6 51,8 40,0 25 x h kg/kg wilgotność bezwzględna 0,0114 0,0114 0,0086 0,0076 0,0057 0, i h kj/s entalia właściwa 58,72 58,72 44,99 42,69 29,68 45, Nowa Sól r.

7 QR 4,0 Q5 180,5 I II III IV V VI -144,7 Q4 Q3 Q2 + -5,2 189,5 Q R +4,0 +3,3 +7,4-1,3-1,4 +2,8 Q 5 180,5 209,9 188,6 158,5 134,7 283,4 Q 4 189,5 214,4 172,3 177,6 162,4 280,1 Q 3 5,2 5,6 2,9 2,4 2,3 11,2 Q 2 144,7 135,7 108,3 100,0 72,5 124,1 Q 1 224,2 286,4 257,2 232,3 220,8 431,1-224,2 Q Wartość składnika bilansu; kj/s Rys.1. Bilans cieła rocesu chłodzenia masy. QQR R 4,0 I II III IV V VI Q R +4,0 +3,3 +7,4-1,3-1,4 +2,8 dqch Q 35,8 ΔQ ch 35,8 74,2 80,3 58,5 62,1 186,4 ΔQ mf 39,8 77,6 87,7 57,2 60,8 162,2-39,8 dq'mf Wartość składnika bilansu; kj / s Rys.2. Sumaryczny bilans cieła w rocesie chłodzenia masy formierskiej. 145

8 Odlewnictwo XXI wieku technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze WR 0,0009-0,0617-0,0283 W5 W4 W3 W2 0,0399 0,1009 I II III IV V VI w R 0,0009 0,0025 0,005 0,0015 0,0046 0,0004 W 5 0,0399 0,0442 0,0423 0,0309 0,0269 0,0707 W 4 0,1009 0,0728 0,0946 0,078 0,0836 0,1263 W 3 0,0283 0,0251 0,0204 0,0169 0,0134 0,0216 W 2 0,0617 0,0667 0,0382 0,0324 0,035 0,1333 W 1 0,05 0,0278 0,0833 0,0611 0,0667 0,0417-0,0500 W1-0,1-0,05 0 0,05 0,1 0,15 Wartość składnika bilansu; kg/s Rys. 3. Bilans wilgoci rocesu chłodzenia masy: masy formierskiej odawanej do chłodziarki, w chłodziarce), w m x w w1 f - strumień wody stanowiącej wilgotność 100 w 2 w - strumień wody uzuełniającej (natrysk wody 3 m - strumień wody stanowiącej wilgotność owietrza dolotowego, wk w4 fk - strumień wody stanowiącej wilgotność masy formierskiej na wylocie chłodziarki, 100 w 5 m x k - strumień wody stanowiącej wilgotność owietrza o rocesie chłodzenia wr wr - wielkość uwzględniająca oza stratami wilgoci odchyłkę wynikającą z błędów omiaru wielkości. Jeszcze mniejszy wływ na wyniki obliczeń wywierają ewentualne odchylenia w zakresie rzyjętych wydajności wentylatorów odmuchowego i odciągowego. Według danych katalogowych ich maksymalne wydajności to odowiednio 2,2 oraz 2,55 m 3 /s. Ze względu na wsółracę tych wentylatorów z siecią oraz zastosowane dławienie rzeływu (rzeustnice) rzeczywiste natężenia strumieni owietrza: dorowadzanego od dno erforowane oraz odciąganego są mniejsze. Określone na odstawie omiarów natężenia omawianych strumieni owietrza mieściły się w granicach 1,8 2,08 m 3 /s dla strumienia wlotowego i 2,1 2,3 m 3 /s dla strumienia owietrza odciąganego. Stosunkowo mały wływ dławienia na rzeustnicach regulacyjnych (otwarcie do 4/7, co odowiada kątom do 45 0 ) można wytłumaczyć relatywnie dużymi oorami sieci (liczne oory miejscowe i liniowe) w stosunku do oorów miejscowych wrowadzanych rzez rzeustnicę. W tym rzyadku sadek natężenia rzeływu w zakresie wymienionych kątów w stosunku do strumienia maksymalnego jest stosunkowo niewielki i nie rzekracza 20 % [5]. W obliczeniach bilansowych rzyjęto wartości określone na odstawie omiarów: odowiednio 2,0 i 2,2 m 3 /s. Precyzyjne określenie natężenia strumieni wymagałoby bardzo racochłonnych omiarów, a jak zaznaczono wcześniej wływ tych arametrów (w zakresie zmian do 20 %) na wyniki obliczeń bilansowych jest stosunkowo niewielki. Analiza wyników wykazuje, że największym wartościowo składnikiem bilansu cieła jest zawsze strumień cieła wnoszony rzez gorącą masę formierską. Natomiast strumienie cieła na wylocie chłodziarki: odrowadzanego z ochłodzoną masą formierską oraz z owietrzem odlotowym mają orównywalne wartości co może być traktowane jako wskaźnik orawnego rzebiegu rocesu chłodzenia. O efektywnym rzebiegu rocesu świadczą również znaczące rzyrosty entalii w strumieniu owietrza 146 Nowa Sól r.

9 odciąganego w stosunku do entalii strumienia owietrza dolotowego. Widoczne to jest zwłaszcza na wykresach ujmujących bilans cieła w formie rzyrostów wartości. Podkreślenia wymaga fakt, że rzyrosty te zostały osiągnięte dzięki znaczącemu zwiększeniu zawartości wilgoci w owietrzu chłodzącym. Analiza wyników (tab. 2) ozwala stwierdzić, że takie rzyrosty entalii nie byłyby możliwe do osiągnięcia jedynie rzy wzroście temeratury owietrza odlotowego (rzy stałej jego wilgotności bezwzględnej). Zrealizowany jest więc ostulat chłodzenia wyarnego masy formierskiej, odkreślany w licznych ublikacjach [1,4,6 8]. Strumień cieła wnoszony rzez wodę chłodzącą ma, w stosunku do innych głównych składników bilansu, nieznaczną wartość. W związku z owyższym wływ rzyjętej temeratury wody uzuełniającej na wyniki obliczeń bilansowych jest nieistotny (w realnym zakresie jej zmienności). Omawiany strumień cieła jest zbliżony do wartości strumienia cieła rozraszanego do otoczenia - Q R (uwzględniającego również błędy omiarów i obliczeń). Stosunkowo mała wartość Q R w stosunku do innych głównych składników bilansu świadczy ozytywnie o rzyjętej metodyce omiarów i obliczeń. Wartość tego strumienia jest również znacznie mniejsza od wartości rzyrostowych rys. 2; ozwala to również ozytywnie ocenić rzyjętą metodykę bilansowania i uznać jej dokładność za wystarczającą do oceny racy chłodziarki. Sumaryczny strumień cieła oddawanego rzez masę formierską jest więc rzejmowany głównie rzez owietrze chłodzące. W zakresie bilansów wilgoci rysunek 3, w strumieniu wejściowym bilansu dominuje strumień wody uzuełniającej lub strumień wody stanowiącej wilgotność strumienia masy na wejściu chłodziarki. Związek wilgotności masy wejściowej z jej temeraturą byłby wyraźny i uzasadniony technologicznie; sadek wilgotności ze wzrostem temeratury, gdyby nie dane z serii III- odbiegające od ogólnego trendu. Należy mieć jednak na uwadze fakt, że określenie tego rodzaju emirycznego związku dla konkretnych warunków odlewni wymagałoby znacznie większej ilości omiarów rowadzonych w warunkach ustabilizowanej rodukcji. Trzeba również uwzględniać niedokładność oznaczenia średniej wilgotności w strumieniu masy odawanej do chłodziarki. Jakkolwiek dokładność samego oznaczenia wilgotności róbki masy formierskiej jest duża to rocedura obierania dużej ilości róbek i szybkiego oznaczania wilgotności na stanowisku omiarowym wymaga stosowania wago-suszarki i odowiedniego, statystycznego oracowania wyników. Niezbędne byłoby również zaangażowanie dużego zesołu do rzerowadzenia tego tyu omiarów. W rzyadku tyowego rozwiązania linii zwrotu masy odchylenia wilgotności masy na wejściu chłodziarki zależą nie tylko od szeregu czynników technologicznych (zwłaszcza stosunku masowego forma odlew), ale i od arametrów owietrza w hali odlewni. Biorąc od uwagę strumień wilgoci zawartej w owietrzu chłodzącym orównywalny w wielu rzyadkach ze strumieniem stanowiącym wilgotność masy można uznać, że arametry owietrza chłodzącego: wilgotność, temeratura owinny być uwzględniane w analizie rocesu chłodzenia. Wilgotność owietrza odciąganego z chłodziarki zawierała się w graniach od 37,4 do 53,1 % (dla analizowanej serii ekserymentów). Są to wartości odbiegające od stanu nasycenia owietrza. Można więc stwierdzić, że nie wystęuje niebezieczeństwo niekorzystnej racy chłodziarki w warunkach zamglenia strumienia owietrza odciąganego. Nawet rzy niekorzystnych warunkach racy: wysoka temeratura masy na wejściu, duża wydajność chłodziarki, wysoka temeratura owietrza chłodzącego jest możliwe osiągnięcie wymaganych efektów chłodzenia bez konieczności racy w warunkach zamglonego strumienia owietrza odciąganego z urządzenia. 147

10 Odlewnictwo XXI wieku technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze 6. Wnioski końcowe. Przerowadzone omiary oraz ich analiza dostarczyła cennego materiału do weryfikacji założeń teoretycznych rocesu chłodzenia odczas wibrofluidyzacji. Na odstawie rzerowadzonych omiarów oraz analizy wyników można z unktu widzenia rzebiegu rocesu chłodzenia ocenić ozytywnie rototyowe urządzenie CWFM Wybrane do analizy wyniki omiarów dotyczyły okresu letniego i jesiennego, w tym również bardzo niekorzystnych warunków zewnętrznych - wysoka temeratura owietrza. Rezultaty chłodzenia uzyskane w takich warunkach dają ewność rawidłowej racy instalacji w korzystnych z unktu widzenia chłodzenia warunkach okresu zimowego (otwierdziła to również seria badań rzerowadzonych w okresie niskiej temeratury otoczenia). Na odstawie rzerowadzonych analiz można rognozować orawną racę chłodziarki CWFM nawet rzy niekorzystnych warunkach zewnętrznych, z zadowalającymi wskaźnikami technicznymi. Do czynników srzyjających orawie wskaźników technicznych w rocesie chłodzenia można zaliczyć: stabilizację ilości i stonia nawilżenia masy odawanej do chłodziarki, zmianę systemu regulacji wydajności wentylatorów w instalacji chłodziarki, zwiększenie ilości dozowanej wody. Podczas realizowanych badań, zwłaszcza w ostatnich seriach omiarów, zaobserwowano wyższe wartości temeratury masy na wejściu do chłodziarki (wskazania zainstalowanych rzetworników temeratury) od wartości zmierzonych w róbkach masy obranych z odajnika. Na odstawie rzerowadzonych badań można stwierdzić efektywniejszy rzebieg rocesu chłodzenia rzy wyższych wartościach wilgotności oczątkowej masy. Dotyczy to zwłaszcza okresów letnich o wysokiej temeraturze owietrza. Można zalecić wrowadzanie do chłodziarki masy o wilgotności oczątkowej w zakresie 1,2 do 1,5 %. Można dodać, że jak najwcześniejsze nawilżenie masy wybitej w obiegu jest również zalecane ze względów technologicznych. Przy małej wilgotności oczątkowej masy i jej wysokiej temeraturze strumień dozowanej wody jest co rawda duży, jednak znacząca jego część jest wykorzystana na odniesienie wilgotności końcowej masy, a nie na chłodzenie wyarne. Dotyczy to zwłaszcza racy ostatniego rzędu dysz. Najwyraźniej w takich warunkach korzystne byłoby wydłużenie czasu rzebywania masy w chłodziarce lub zwiększenie ilości dozowanej wody (zwłaszcza odawanej rzez ierwszy rząd dysz). Zmiana arametrów wibracji w odowiednim zakresie rowadząca do zmniejszenia rędkości rzemieszczania masy w chłodziarce byłaby również korzystna. Konieczne jest jednak zwrócenie uwagi na wsółzależność arametrów chłodziarki; rzykładowo zwiększenie ilości owietrza chłodzącego owinno teoretycznie orawić efekty chłodzenia jednak wływa to na rędkość transortu masy w urządzeniu i skraca czas rzebywania masy w chłodziarce. Przy zbyt dużym zakresie zmian wyadkowy efekt może więc być rzeciwny do oczekiwanego. Podobnie zwiększenie strumienia wody uzuełniającej- korzystne z unktu widzenia chłodzenia masy, rzy niewłaściwym systemie racy dysz może owodować lokalne zmiany właściwości warstwy wibrofluidalnej masy formierskiej i zaburzenia w racy urządzenia. Zwiększenie strumienia dozowanej wody, zwłaszcza w okresie letnim, jest jednak godne olecenia. Pod tym względem technicznie możliwe do osiągnięcia natężenia strumienia wody uzuełniającej są wystarczające. Parametry owietrza odlotowego z chłodziarki są bowiem dalekie od stanu nasycenia. Porawie uległyby wówczas wskaźniki racy chłodziarki. Z unktu widzenia energochłonności system racy wentylatora odmuchowego oraz sosób regulacji jego wydajności jest szczególnie niekorzystny. Najleszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie systemu regulacji rędkości obrotowej. 148 Nowa Sól r.

11 Powyższe uwagi nie mają wływu na ogólną bardzo dobrą ocenę realizacji odstawowej funkcji urządzenia CWFM, to jest chłodzenia masy. Potwierdzają to wyniki omiarów, a także obserwacje racy urządzenia w analizowanym okresie eksloatacji. Przerowadzone analizy ozwalają również rognozować właściwą racę urządzenia w rzyadku większej jego wydajności. Można ocenić, że arametry całej instalacji stwarzają korzystny zaas bezieczeństwa, który umożliwi orawną racę systemu również w niekorzystnych, z unktu widzenia rocesu chłodzenia masy formierskiej, warunkach. Towarzysząca wibrofluidyzacji elutriacja drobnoziarnistych składników masy nie jest owodem jej zubożenia. Wytrącone w cyklonie drobne frakcje, zawierające również aktywny bentonit i ył węglowy są zawracane do obiegu. Wyniki badań składu granulometrycznego wskazują na właściwy dobór wielkości cyklonu i efektywną jego racę. Postulowane zwiększenie wilgotności masy w chłodziarce również rzyczyni się do zmniejszenia elutriacji. Pomiary natężenia dźwięku emitowanego rzez rototyową chłodziarkę wibrofluidyzacyjną CWFM 3510 wykazały, że nie są rzekroczone wartości douszczalne. Pomiary wykazały wartości db(a), mieszczące się oniżej wartości tła. Oracowano w ramach rojektu celowego KBN nr 6 T C/ Literatura. [1] Bodzoń L., Dańko J., Żurawski L.: Podstawy teorii maszyn odlewniczych, Skryt AGH nr 919, Kraków,1984 [2] Fedoryszyn A. i in.: Oracowanie technologii rzygotowania, chłodzenia wraz z searacją zanieczyszczeń oraz odświeżania obiegowej masy z bentonitem w zmechanizowanej rodukcji odlewów żeliwnych. Projekt celowy KBN nr 6 T C/5600 [3] Häussler W.: Zastosowanie wykresu i-x w inżynierii sanitarnej. Arkady. Warszawa, 1970 [4] Lewandowski J.L.: Znaczenie temeratury dla właściwości używanej masy wiązanej bentonitem. Przegląd Odlewnictwa, nr.2, 2002, s. 130 [5] Praca zbiorowa: Poradnik inżyniera automatyka. WNT Warszawa, 1969 [6] Sztefko F.: Analiza rocesów rzygotowania formierskiej masy używanej w asekcie ich mechanizacji. Zeszyty Naukowe AGH, Metalurgia i Odlewnictwo, nr 139. Kraków, 1991 [7] Sztefko F., Dańko J.: Podstawy bilansu cielnego wsółczesnych chłodziarek do obiegowych mas formierskich. Przegląd Odlewnictwa, nr.6, 1976, s. 145 [8] Sztefko F., Smyksy K.: Numerical Interretation of the Process of Cooling Return Sand. Zeszyty Naukowe AGH, Metalurgia i Odlewnictwo, T9, z.4, 1983 [9] 149

12 Odlewnictwo XXI wieku technologie, maszyny i urządzenia odlewnicze 150 Nowa Sól r.