Построение процесса сушки на диаграмме Рамзина.

Выберем точку А с параметрами на входе в калорифер. В калорифере осуществляется нагрев СА без изменения влагосодержания. АВ – линия нагрева. Точка В – точка параметров СА на входе в сушилку. Проведем через В линию с постоянной энтальпией

Преимущественно возможно положение линии сушки (ЛС) следующим образом: когда ЛС идет по линии , это значит что . Линия ВС – линия теоретической сушки.

Теоретическая сушилка.

Внутренний баланс равен нулю, Δ=0, тепло приходящее с сушильным агентом не тратится на нагрев исходного материала, на нагрев транспортных устройств, а также отсутствуют потери тепла в окружающую среду.

I₂ =I₁ – это значит, что сколько тепла сушильный агент отдает на процесс сушки, ровно столько же тепла возвращается в него в виде пара, т.е физическое тепло сушильного агента расходуется на испарение влаги.

q_теор – удельный расход тепла в теоретической сушилке.

l- удельный расход сушильного агента.

В действительности линия сушки может идти либо выше, либо ниже теоретической.

Действительная сушилка.

В действительной сушилке физическое тепло сушильного агента расходуется не только на испарение влаги, но и на нагрев материала, нагрев транспортирующих устройств и на компенсацию потерь тепла в окружающую среду.

ВС^// I₂ >I₁

Линия ВС^/

^Δ<0

I₂ <I₁

Построение линии действительной сушки.

Построение сводится к определению угла наклона линии сушки.

- это уравнение справедливо для любой точки лежащей на линии ВС, поэтому выбираем любую произвольную точку Е.. Рассматриваем 2 треугольника ВСД и ВЕF, кроме того рассматриваем еще 2 треугольника BFF^/ и БДД^/. Из рассмотрения подобия этих треугольников следует: .

Зная величину Δ задаемся любым промежуточным значением влагосодержания. По уравнению рассчитываем значение текущей энтальпии I.

По координатам (Х, I) строим точку Е. таким образом через точку В и Е проводим прямую линию до пресечения с известным параметром сушильного агента на выходе из сушки.

Варианты процесса сушки.

С целью смягчения температурных условий при осуществлении сушки термически нестойких материалов используют следующие схемы.

1) Сушка с многократным подогревом сушильного агента.

Осуществляем нагрев до t₁. На выходе из сушки задаемся температурой t₂. если бы не было многократного нагрева, то достигнуть параметра Х₂ возможно только при высокой температуре.

2) Сушка с частичной рециркуляцией сушильного агента.

Часть отработанного сушильного агента возвращается.

3) Сушка с многократным подогревом и многократной рециркуляцией сушильного агента по зонам.

4) Сушка точными газами.

1- точка в которой происходит сжигание топлива.

2- смесительная камера.

3- Сушилка.

АВ – процесс осуществляется в смесительной камере.

СД – линия сушки.

Кинетика сушки.

В начальный момент времени влага находится в материале, когда она соприкасается с сушильным агентом, то начинает испаряться. Начинается внутренняя диффузия паров из глубины материала на поверхность.

- диффузия с поверхности материала в ядро потока.

- коэффициент массоотдачи на поверхности.

Процесс многоступенчатый и на каждой ступени влажность материала будет разная.

Изменение влажности материала.

Материал имеет влажность, характеризуемую точкой А. На этапе прогрева материала она незначительно уменьшается до точки В. ВС – линия сушки при постоянной температуре материала. СД – линия сушки при прогреве материала выше температуры мокрого термометра.

Нарисуем изменение температуры материала в процессе сушки.

На первом этапе происходит нагрев до температуры мокрого термометра. Далее сушка идет при t_мат = t_мт.

Участок ВС – первый период сушки (период постоянной скорости сушки)

На этом участке влажность материала уменьшается по линейному закону, а t_мат = t_мт.

В этом периоде испаряется влага с поверхности материала (внешняя несвязанная влага).

Период СД – второй период сушки (период падающей скорости сушки).

Влагосодержание материала падает незначительно и только благодаря испарению внутренней влаги. В точке Д сушка прекращается.

Скорость сушки – это изменение влагосодержания материала в единицу времени.

Рассмотрим изменение скорости сушки в зависимости от периодов.

СД – период падающей скорости сушки.

W_p - равновесное влагосодержание материала.

На практике при сушке останавливаются на СС^/, достигнув нужного влагосодержания.

Конструкции сушилок.

Классификация сушилок.

1. По способу подвода тепла:

b) Конвективные

c) Контактные (нагрев идет через стенку)

2. По виду используемого теплоносителя:

a) Воздушные

b) Газовые

c) Паровые.

3. по величине давления в сушилке:

a) Атмосферные.

b) Воздушные.

4. по способу организации процесса во времени:

a) периодические

b) непрерывные.

5. по агрегатному состоянию высушиваемого материала.

- для сушки твердых материалов:

a) контактная сушка

b) конвективная сушка

- для сушки пастообразных сред: вальцовые сушилки, туннельные. Камерные.

-для сушки растворов: распылительные, аэрофонтанные сушилки.

1. Сушильный шкаф. (периодическая сушилка)

Контактная сушилка. Обогрев идет через стенку. Как правило работает под вакуумом.

2.

3. Камерная сушилка (периодическая сушилка)

Закрытая камера с полками на которых насыпан высушиваемый материал. Сушка конвективная.

4. Туннельная сушилка (полупериодический режим).

5. Барабанная сушилка.

1-барабан. Устанавливается под углом 3-5º с целью легкого перемещения высушиваемого материала.

2-лопатки. Перемешивают материал

3-вандаж. Полоса металла охватывающая барабан.

Широко используется в цементной промышленности.

6. Труба сушилка.

1. труба

2. шнек для подачи материала

3. калорифер

4. инерционная камера.

5. циклон.

Используется для сушки зернистых и пастообразных материалов.

7. Сушилка кипящего слоя.

8. Распылительная сушилка.

9. Вальцовые сушилки.

На сукно подается бумажная масса, сукно проходит через все вальцы и выходит в виде бумажной ленты.