سیمولیشن جریان هوای خشک کن و کوره آجر

آجر چیست؟

آجر یکی از المان های مهم مورد استفاده در صنعت ساختمان است که انواع مختلفی از جمله رسی، شیلی و شیستی ، ماسه آهکی ، بتنی و غیره دارد. از آجر بیشتر در فرآیندهایی مثل دیوار چینی، نماسازی و کف سازی و کف پوشی استفاده می شود.

مراحل و فرآیندهای اصلی تولید آجر در تصویر زیر نشان داده شده است.

روش تولید آجر ماشینی
 

در این بخش می خواهیم در مورد بهینه سازی و کاهش مصرف انرژی در خشک کن های آجر با استفاده از شبیه سازی و سیمولیشن سیالات و انتقال حرارت-CFD صحبت کنیم.

فرآیند خشک کردن آجر

در مرحله خشک ‌کردن آجر که قبل از مرحله پخت هست چند هدف تعقیب می‌شود که در اینجا به ‌طور خلاصه به هر یک از آن‌ ها اشاره می شود.

برای دستیابی به فرآورده‌ های سرامیکی محکم و مقاوم در برابر رطوبت، آجر سفال باید در کوره با دمای زیاد پخته شود. در کوره پخت، حدود 20 قالب آجر روی یکدیگر چیده می‌شوند، از این ‌رو آجر های زیرین باید مقاومت کافی برای تحمل وزن آجرهای فوقانی را داشته باشند. آجر خام که از قالب بیرون آورده می‌شود حتی قادر به تحمل وزن یک آجر دیگر نیست .پس از تبخیر رطوبت اضافی و رسیدن به میزان رطوبت بحرانی آجر تا حد کافی برای جابجایی و روی ‌هم چیدن مقاوم خواهد شد.

نمونه شبیه سازی سرعت جریان هوا در نقاط مختلف اتاقک خشک کن کارخانه تولید آجر ماشینی توسط شرکت آراکو

براثر تبخیر رطوبت، آجر با انقباض و کاهش ابعاد مواجه می‌گردد. بهتر است این انقباض قبل از مرحله پخت انجام گیرد، در غیر این صورت آجرها در کوره حالت بی‌ثباتی پیدا می‌کنند و متلاشی خواهند شد.

خشک‌کردن مصنوعی آجر

فرآیند خشک شدن آجر باید با کمترین مقدار تغییر شکل و حداقل ترک‌ خوردگی و ضایعات همراه باشد. سرعت تبخیر رطوبت از سطح نبایستی از سرعت تبخیر آب از منافذ درون آجر سفال خام بیشتر باشد، بنابراین دلیلی برای برقراری جریان هوای بیشتر روی سطح یا افزایش بیش از یک حد معین وجود ندارد. در غیر این صورت، تفاوت میزان انقباض در سطح و درون آجر، ناشی از تبخیر سریع از سطح باعث ترک‌ خوردگی آن می‌گردد.

همچنین اگر خشک شدن خیلی آرام باشد، مصالح متخلخل بایستی برای تهیه مخلوط مورد استفاده قرار گیرند و یا حجم آجر ممکن است منجر به ایجاد آجرهای برجسته یا سوراخ‌ دار گردد. به ‌محض این ‌که آجرها سخت شدند می‌توان سرعت خشک‌ کردن را افزایش داد.

سیمولیشن سیالات و انتقال حرارت و کاربرد آن در کاهش مصرف سوخت و کم کردن زمان خشک کن آجر

شبیه سازی های سیالاتی یا CFD از لحاظ روال کلی مشابه تحلیل های استاتیکی و دینامیکی FEM می باشد. در هر دو روش برای حل از المان های بسیار کوچک تری نسبت به مدل اصلی استفاده می شود.
امروزه با بالا رفتن سرعت پردازش رایانه ها، تحلیل های CFD و FEM جایگاه ویژه ای در بخش طراحی و تحلیل خرابی پیدا کرده اند. مواردی که در تحلیل سیالاتی و انتقال حرارت می توان محاسبه کرد عبارت است از :

پلات سرعت، دما و فشار  سیال در هر نقطه از مدل

پلات ها و کانتر های سرعت، دما و فشار سیال در سطوح داخلی و خارجی

دیاگرام مسیر جریان سیال

پلات ها و نمودارهای انتقال حرارت در سطوح خارجی و مرزی

محاسبات مربوط به سرعت، دما و فشار در سطوح و احجام مختلف

در صنعت آجرسازی استفاده از سیمولیشن CFD و انتقال حرارت تاثیر قابل توجهی در کم کردن مصرف گاز، کاهش مصرف برق و کم کردن زمان فرآیند خشک کردن آجر دارد. لازم به ذکر است که در کارخانه های آجر ماشینی، معمولا گلوگاه تولید در قسمت خشک کن است و با استفاده از شبیه سازی سیالات و جریان هوا، امکان کم کردن زمان خشک شدن آجر های ماشینی وجود دارد.

با این توضیحات می توان ظرفیت تولید را حداقل به مقدار 20 الی 30 درصد و بدون تغییر زیاد در خط تولید و ماشین آلات، افزایش داد. این افزایش ظرفیت آجرسازی باعث بیشتر شدن سود کارخانه و بالا رفتن توان رقابتی می شود. شرکت آراکو آمادگی دارد با استفاده از روش شبیه سازی و تحلیل انتقال حرارت و جریان هوا، به بالا رفتن ظرفیت و سود دهی کارخانه های آجرسازی کمک کند.

کاهش مصرف گاز کارخانه آجر سازی

افزایش ظرفیت تولید آجر

شبیه سازی و سیمولیشن انتقال حرارت در کوره آجر پزی

شبیه سازی و تحلیل خشک کن 

شبیه سازی و سیمولیشن CFD صنعتی

شرکت آراکو

محمد قربانعلی بیک

09124780268

021-66129745

021-66561974

http://tunnel-industrial-ventilation.blog.ir

لینک مقاله اصلی بهینه کردن و کاهش زمان خشک کردن آجر با استفاده از شبیه سازی جریان هوا