Теплопередача (нагрев)

Теплота химических превращений.

Как правило, в ходе сушки химические превращения крайне нежелательны, ибо это процессы деструкции материала, представляющие очень большую опасность взрыва. Эти эффекты необходимо тщательно исследовать при разработке процесса сушки с тем, чтобы безусловно предотвратить такие явления. Единственным «естественным» эф-

фектом сушки является разрушение сольватов и капиллярно-адсорбционных структур, как правило, свойственных

второму периоду сушки. В нормальных условиях

Q₃ = G₀ ΔН_S (w*-w_К).

Тепловой эффект сольватации - ΔН_S находят экспериментально из кривых капиллярно-конденсационного гистерезиса.

Теплота массообменных процессов (теплота испарения влаги).

Q₄ = G₀ [L_TP (w₀-w*) + L₂(w*-w_К )] – Вт (Дж).

Q₄ в процессах сушки, как правило, является наиболее существенным слагаемым.

L_TP – теплота испарения при температуре точки росы;

L₂ – теплота испарения при средней температуре второго периода сушки;

w*- влагосодержание, соответствующее переходу от первого ко второму периоду сушки.

5. Q₅ - теплота, накопленная в нагретом корпусе сушилки, Дж

Q₅ = M_AС_А (t_АК - t_А0) + M_ИЗС_ИЗ (t_ИЗК – t_ИЗ0)

где M_A – масса корпуса сушилки, кг;

С_А – теплоёмкость материала корпуса сушилки, Дж./(кг.К);

t_АК , t_А0 – конечная и начальная средняя температура корпуса, ^ОС;

M_ИЗ – масса теплоизоляции аппарата, кг;

С_ИЗ– теплоёмкость материала теплоизоляции аппарата, Дж./(кг.К);

t_ИК, t_И0– конечная и начальная средняя температура теплоизоляции, ^ОС;

6. Q₆ – теплота, накопленная продуктами в сушилке, Дж

Q₆ = G₀(C₀ +w_КC_B)t_К, - Вт (Дж);

7. Q₇ – теплота продуктов, отведённых из сушилки, Дж

Q₇ = G₀(C₀ +w₀C_B)t_К, - + G_ГH_ГК Вт (Дж);

H_ГК – конечная энтальпия сушащего газа, Дж/кг.

8. Q₈ - теплота, потерянная в окружающую среду, Дж

Q₈ = S К_ПF_П(Т-q)dt » SК_ПF_П(Т_СР -q)t

где Т_СР – средняя температура в аппарате, (рубашке, змеевике) в продолжении текущей процедуры, К, ^ОС;

(Т_СР -q) – алгебраическая (не абсолютная) – разность температур среды в аппарате и окружающей среды.

9. Q₉ - теплота, выделенная в среду при перемещении материала

9.1. Для сушилок с неподвижным слоем материала и естественной конвекцией: Q₉ = 0.

9.2. Для сушилок с механической активацией материала и естественной конвекцией

Q₉ =G₀ρ_НАС ζ

ρ_НАС – насыпная плотность материала, кг/м³;

ζ – функция сопротивления среды. Устанавливается для каждого типа сушилки; приводится

в специальных руководствах.

9.3. Для пневмосушилок взвешенного слоя

Q₉ = ΔР_К V_г

V_г – объёмный расход газа, м³/с.

Нетрудно видеть, что приведённая (упрощённая) сумма

Q₁ + Q₃ = Q₄ + Q₅ + Q₆ + Q₇

выражает тепловой баланс теоретической (адиабатической) сушилки.