Основная схема конвективной сушки

 
  Основная схема конвективной сушки - student2.ru

Рассмотрим основную схему конвективной сушки.

Пусть на сушку поступает воздух с влагосодержанием х0, расход абсолютно сухого воздуха L. Из сушилки выходит такое же количество абсолютно сухого воздуха, а влагосодержание меняется до х2. W – количество влаги, испарившееся в сушилке, кг/ч, L – кг/ч, х – кг/кг.

Материальный баланс по влаге: Основная схема конвективной сушки - student2.ruОсновная схема конвективной сушки - student2.ru .(*)

Удельный расход воздуха на испарение из материала 1кг влаги: Основная схема конвективной сушки - student2.ru (**), х1 – влагосодержание воздуха, нагретого в калорифере и поступающего в сушилку. Пройдя калорифер воздух не отдаёт влаги, т.е. х0 = х1, тогда уравнение (*) и (**) материального баланса может быть записано Основная схема конвективной сушки - student2.ru ; Основная схема конвективной сушки - student2.ru .

Тепловой баланс процесса конвективной сушки.

 
  Основная схема конвективной сушки - student2.ru

В сушилку поступает G1 кг/ч исходного материала при θ1˚С. Испаряется в сушилке W кг/ч влаги. G2 (кг/ч) – количество высушенного материала, удаляемого из сушилки при Основная схема конвективной сушки - student2.ru , См- теплоемкость высушенного материала, Св – теплоёмкость влаги. В сушилку подаётся сушильный агент, который содержит L кг/ч абсолютно сухого воздуха. Перед калорифером энтальпия воздуха I0 (Дж/кг), после калорифера (после нагрева) – I1. На выходе из сушилки отработанный воздух имеет энтальпию I2.

Следует учесть транспортные средства в сушилке: Gт – масса этих устройств, кг; Ст – удельная теплоёмкость транспортных средств;

tтн – температура на входе в сушилку; tтк – температура транспортных средств на выходе из сушилки.

Приход тепла.

С наружным воздухом – LI0.

С влажным материалом:

а) с высушенным материалом - Основная схема конвективной сушки - student2.ru ;

б) с влагой, испарённой из материала –W cB Основная схема конвективной сушки - student2.ru

С транспортными устройствами - Основная схема конвективной сушки - student2.ru .

В калорифере К1 - Основная схема конвективной сушки - student2.ru и К2 - Основная схема конвективной сушки - student2.ru .

Расход тепла.

С отработанным воздухом - LI2.

С высушенным материалом - Основная схема конвективной сушки - student2.ru .

С транспортом - Основная схема конвективной сушки - student2.ru .

Потери в окружающую среду – Qп.

Таким образом тепловой баланс:

Основная схема конвективной сушки - student2.ru Отсюда общий расход тепла:

Основная схема конвективной сушки - student2.ru

Поделив на W, получим удельный расход тепла на 1кг испарённой влаги:

Основная схема конвективной сушки - student2.ru ( Основная схема конвективной сушки - student2.ru ); где

qм – удельный расход тепла на нагрев высушенного материала;

qт – удельный расход тепла на нагревание транспортных средств.

С другой стороны Основная схема конвективной сушки - student2.ru - расход тепла во внешнем калорифере. Основная схема конвективной сушки - student2.ru . Подставим в ( Основная схема конвективной сушки - student2.ru ), перегруппируем и получим: Основная схема конвективной сушки - student2.ru

Обозначим Основная схема конвективной сушки - student2.ru =Δ, тогда Основная схема конвективной сушки - student2.ru , или Основная схема конвективной сушки - student2.ru (1).

Δ – это разность между приходом и расходом тепла в камере сушилки, без учёта тепла приносимом воздухом из основного калорифера.

Δ – внутренний баланс сушильной камеры.

На прошлой лекции Основная схема конвективной сушки - student2.ru в (1), получим Основная схема конвективной сушки - student2.ru .

Для анализа и расчёта сушки вводится понятие теоретической сушки, т.е. где Δ = 0, т.е. Основная схема конвективной сушки - student2.ru .

И для теоретической сушилки Основная схема конвективной сушки - student2.ru (следует из (1)). Это означает, что испарение влаги в теоретической сушке происходит только за счет охлаждения воздуха. В действительных сушилках Δ><0, а в частном случае Δ = 0.

Определение расходов воздуха и тепла на сушку определяется графически с помощью I-х диаграммы и аналитически (применяется в отдельных случаях). Графический способ наиболее распространён.

Кинетика сушки

 
  Основная схема конвективной сушки - student2.ru

А

Основная схема конвективной сушки - student2.ru Кинетика сушки характеризуется изменением во времени средней влажности материала. Состоит из периодов: АВ – период нагрева материала; ВС – период постоянной скорости сушки. Влажность интенсивно уменьшается. Основная схема конвективной сушки - student2.ru - первая критическая влажность. СД – период падающей скорости сушки. Точка перегиба Д соответствует второй критической влажности Основная схема конвективной сушки - student2.ru . В конце второго периода влажность материала асимптотически приближается к равновесной.

 
  Основная схема конвективной сушки - student2.ru

Скорость сушки

Скорость сушки Основная схема конвективной сушки - student2.ru определяется с помощью кривой сушки путём графического дифференцирования.

В конкретном случае вид Основная схема конвективной сушки - student2.ru может отличаться от приведённого (зависит от формы и структуры материала, формы связи влаги). Соответственно меняется зависимость v=f(WC) (см. рис). СВ – период постоянной скорости; СЕ – II период (падающая скорость); т.С – первая критическая влажность, т.Д – вторая критическая влажность.

Наши рекомендации