Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Материальный и тепловой балансы сушки




СУШКА

Тепловая сушка, или просто сушка, представляет собой про­цесс удаления влаги из твердых влажных материалов путем ее испарения и отвода образующихся паров. Сушка является наи­более распространенным способом удаления влаги из твердых и пастообразных материалов и проводится двумя основными способами:

1) путем непосредственного соприкосновения сушильного
агента (нагретого воздуха, топочных газов) с высушиваемым
материалом — конвективная сушка;

2) путем нагревания высушиваемого материала тем или
иным теплоносителем через стенку, проводящую тепло, — кон­
тактная сушка.

Специальная сушка производится путем нагревания высушиваемых материалов токами высокой частоты (диэлектрическая сушка) и инфракрасными лучами (радиационная сушка).

В особых случаях применяется сушка некоторых продуктов в замороженном состоянии при глубоком вакууме — сушка возгонкой или сублимацией.

Свойства влажного газа (воздуха)

Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяных паров. В ненасыщенном воздухе влага находится в состоянии перегретого пара, поэтому свойства влажного воздуха с некоторым приближением характеризуются законами идеаль­ных газов.

Количество водяных паров, содержащихся в 1 м3 влажного воздуха, называется абсолютной влажностью воздуха. Водяной пар занимает весь объем смеси, поэтому абсолютная влажность воздуха равна массе 1 мг водяного пара, или плотности пара ρ в кг/м3.

При достаточном охлаждении или увлажнении воздуха нахо­дящийся в нем водяной пар становится насыщенным. С этого момента дальнейшее понижение температуры воздуха или уве­личение содержания влаги в нем приводит к конденсации из воз­духа избыточного количества водяных паров. Поэтому количество пара, содержащегося в насыщенном воздухе, является предельно возможным при данной температуре. Оно равно массе 1 м3 пара в состоянии насыщения, или плотности насыщенного пара ρн в кг/м3. Отношение абсолютной влажности к максимально воз­можному количеству пара в 1 м3 воздуха, при той же температуре и данном барометрическом давлении, характеризует степень насыщения воздуха влагой и называется относительной влажность воздуха. Относительную влажность можно выразить отношением давлений:

φ=(21-4)

При сушке меняются объем воздуха над влажным материа­лом и абсолютная влажность воздуха, так как он отдает тепло, необходимое для испарения влаги, и охлаждается, поглощая влагу, испаренную из материала. Поэтому влажность воздуха относят к величине, постоянной в процессе сушки, — к массе абсолютно сухого воздуха, находящегося во влажном воздухе.

Количество водяного пара в кг, приходящееся на 1 кг абсо­лютно сухого воздуха, называется влагосодержанием воздуха и обозначается х. Величина х характеризует относительный ве­совой состав влажного воздуха.

 

 

Х=0,622

Порциальное давление пара: Рвл=

Х=0,622

Влажный воздух, как теплоноситель, характеризуется энталь­пией (теплосодержанием), равной сумме энтальпии сухого воздуха и водяного пара:

івл.в= , где

сс. в. — удельная теплоемкость сухого воздуха, дж/кг- град;, t — температура воздуха, °С; in — энтальпия перегретого пара, дж/кг.

Диаграмма, на которой определены параметры влажного и сухого воздуха, как правило называется диаграммой Рамзина (энтальпия-влагосодержание).

Материальный баланс

Пусть количество влажного материала, поступающего в су­шилку, равно G1 кг/сек, а его влажность w1 (вес. долей). В ре­зультате сушки получается G2 кг/сек высушенного материала (влажностью w2 вес. долей) и W кг/сек испаренной влаги.

Тогда материальный баланс по всему количеству вещества выразится равенством:

G1= G2+ W

Баланс по абсолютно сухому веществу, количество которого не меняется в процессе сушки:

G1 (1-w1) = G2 (1-w2)

Из этих уравнений определяют количества высушенного ма­териала G2 и испаренной влаги W.

G2=G1

W= G1-G2 =G1- G1= G1(1-)= G1()=G1()

Тепловой баланс

Для теплового расчета сушилки необходимо знать расход воздуха на сушку, который определяется из баланса влаги.

Если на сушку расходуется L кг абсолютно сухого воздуха, причем влагосодержание влажного воздуха на входе в сушилку х0 кг/кг сухого воздуха, а на выходе из сушилки х2 кг/кг сухого воздуха, то с воздухом поступает Lx0 кг влаги. Из материала испаряется W кг влаги, с отработанным воздухом уходит Lx2 кг влаги.

Следовательно, баланс влаги в сушилке выражается равен­ством

откуда расход воздуха составляет:

Удельный расход воздуха (на 1 кг испаренной влаги), оче­
видно, составит:

 

Из выражения (21-18) видно, что удельный расход воздуха зависит только от разности влагосодержаний отработанного и свежего воздуха. Расход воздуха будет тем больше, чем выше его начальное влагосодержание х0, которое определяется темпе­ратурой и относительной влажностью воздуха. Поэтому расход воздуха, при прочих равных условиях, будет возрастать с уве­личением to и ф0. Следовательно, расход воздуха на сушку в лет­них условиях больше, чем в зимних, и устройства для перемеще­ния воздуха (газодувки, вентиляторы) необходимо выбирать по расходу воздуха в самый теплый месяц года.

Тепловой баланс

Составим тепловой баланс относительно тепла, переданного сушилке (рис. 21-6), с учетом того, что количество подводимого в сушилку тепла Q в общем случае слагается из тепла Q,, нагре­вания сушильного агента (в воздухоподогревателе или топке) и тепла QA06.* сообщаемого дополнительно в сушильной камере Для составления баланса введем следующие обозначения (в дополнение к принятым ранее):

с, св, Со и ст — средние удельные теплоемкости сушильного агента (на 1 кг сухого), влаги, удаляемой из материала, высушенного материала и транс­портных устройств сушилки, дж/кг • град; t0 и /2 — температуры сушильного агента перед воздухо­подогревателем и после сушилки, ° С; Ьг и Э2 — температуры материала на входе и выходе из

сушилки, ° С;

GT — масса транспортных устройств, кг; U и U—температура транспортных устройств на входе и

выходе из сушилки, °С;

i°a и i"a — энтальпия водяного пара в свежем и отработан­ном сушильном агенте, дж{кг,

 

 





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 1687; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2023) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.002 сек.