Динамика процесса сушки

Тепло, полученное зерном от теплоносителя, расходуется на испарение влаги и нагрев материала. Если количество тепла, полученное зерном от теплоносителя, обозначить как Q_тепл (теплообмена), тепла, затраченного на испарение, ‑ Q_исп, а расходуемого на нагрев,.‑ Q_нагр , то на основании закона сохранения энергии

. (11)

Могут быть определены и отдельные составляющие этого уравнения теплового баланса. Так, количество тепла, подводимого к зерну в единицу времени за счет теплообмена с окружающей средой, находят по уравнению Ньютона:

, (12)

где α ‑ коэффициент теплообмена;

Т_тепл ‑ температура теплообмена;

Т_м ‑ температура материала;

F ‑ площадь поверхности нагрева.

Количество тепла, затраченное на испарение,

,

где r ‑ теплота десорбции, равная скрытой теплоте парообразования;

М – масса испаренной влаги.

Если учесть, что в единицу времени количество испаренной влаги равно то, рассматривая процесс в динамике, количество тепла, израсходованного на испарение в единицу времени, можно найти, как

.

Учитывая, что

,

получится

.

Тогда

. (13)

Количество тепла, затраченное на нагрев,

,

где G ‑ масса нагретого тела;

с_м ‑ теплоемкость нагреваемой массы;

, (Т ₂ ‑ T ₁) ‑разность температуры нагрева.

Если процесс рассмотреть в динамике и отнести к единице времени, то

.

Но

,

.

Тогда

. (14)

На основе уравнения баланса (11) можно получить

,

или после незначительных преобразований –

. (15)

Получено так называемое основное уравнение сушки, которое связывает воедино скорость сушки и скорость нагрева в зависимости от состояния и свойств зерна (Т_м, F, α,с_сух, W_a) и теплоносителя Т_тепл.

Это уравнение позволяет проанализировать и оценить влияние отдельных факторов на процесс сушки.

Дата добавления: 2015-06-04