Действительная сушилка

Тепловой баланс

Расход тепла на калорифер и дополнительно в сушильной камере

Делим обе части уравнения на W, обозначив:

Тогда

Обозначим и с учётом (153):

или

Обозначим

(величина ''дельта'': дополнительное тепло, плюс тепло, вносимое влагой, минус потери)

Тогда (154)

Возможные значения .

1. <0: в этом случае

Это характерно для основного сушильного варианта.

2. =0: тогда

Потери тепла в точности компенсируются дополнительным вводом тепла в сушильной камере. Внешне сушилка работает как теоретическая.

3. >0: это возможно, когда

Для этого случая дополнительное тепло с избытком покрывает все тепловые потери, что характерно для варианта сушки с подводом тепла в сушильной камере.

Варианты конвективной сушки с представлением на энтальпийной диаграмме.

1. Основной сушильный вариант (рис.174).

Рис.174. Основной сушильный вариант.

Дано:

1. Строим АВС – теоретическая сушка.

2. Рассчитываем

3. Приравниваем или

Откуда

На линии d=const отмечаем точку со значением .

А С – действительная сушка по основному варианту.

Расход тепла на калорифер

Расход воздуха на сушку

Недостаток метода состоит в том, что температура имеет высокое значение, что нежелательно для некоторых продуктов (сахарный песок, зерно и др.). Поэтому остальные методы сушки направлены на создание ''мягких'' условий сушки.

2. Вариант с подводом тепла в сушильной камере (рис.175).

Рис.175. Вариант сушки с подводом тепла в сушильной камере.

Дано: точки А и С, условие, что

1. Строим АВС – теоретическая сушка.

2. Строим А С – основной сушильный вариант.

3. На линии d=const отмечаем точку с температурой . Точку соединяем с точкой С. - действительная сушка.

Расход воздуха на сушку остаётся тем же

Расход тепла на калорифер

Расход тепла в сушильной камере

Крайний случай сушки – линия АС, когда всё тепло подводится только к сушильной камере (калорифер отсутствует).

3. Вариант сушки с рециркуляцией воздуха (рис.176).

Рис.176. Вариант сушки с рециркуляцией части отработанного воздуха.

Дано: точки А и С, условие, что

1. Строим АВС – теоретическая сушка.

2. Строим А С – основной сушильный вариант.

3. На линии С отмечаем точку с температурой . Точку А соединяем с точкой С. Проводим вертикаль .

- действительная сушка.

Расход свежего воздуха тот же

Доля отработанного воздуха

Количество циркулирующего воздуха

Расход тепла на калорифер

В этом варианте конвективной сушки помимо снижения температуры увеличивается влагосодержание воздуха на входе в сушилку, что создаёт ещё более благоприятные условия сушки для некоторых материалов (ткани и др.).

КИНЕТИКА СУШКИ

Исследование кинетики сушки обычно начинают с получения опытной зависимости влагосодержания и температуры материала от времени процесса сушки

;

Зависимость получается в лабораторной работе №24.

Лабораторная установка \схема есть в учебнике Стабникова\ отличается постоянством температуры воздуха \ t=const\ от реальной сушилки, в которой t=var. Схема установки представлена на рис. 177.

Рис. 177. Схема лабораторной циркуляционной сушилки.

1- вентилятор, 2- электрокалорифер, 3- сушильная камера, 4- влажный образец, 5- весы.

Влажный образец 4 /кусок асбеста/ подвешивается на рычаг весов 5 в сушильной камере 3. Фиксируется убыль массы образца с течением времени. Данные сводятся в таблицу 10.

Таблица 10.

Данные по сушке влажного образца.

Предварительно определяется масса абсолютно сухого образца G_сух. Тогда влагосодержание образца определяется по формуле:

Данные таблицы 10 представляются на графике рис. 178.

Рис. 178. Опытная кривая сушки.

На опытной кривой сушки фиксируются:

U_н.; U_кр.; U_кон.; U_р.; ₁; ₂.

Критическое влагосодержание фиксируется на изломе прямой линии в криволинейную / U_кр./. Равновесное влагосодержание U_р. фиксируется горизонталью, к которой стремится кривая сушки при .

В реальной сушилке можно зафиксировать изменение температуры воздуха и материала с течением времени / Рис.179/.

В 1934 году А.В.Лыков предложил названия периодов сушки:

1- период постоянной температуры материала, 2- период повыщающейся температуры материала. Однако предложение не получило распространения.

В 1936 году американский ученый Т.К.Шервуд продифференцировал кривую сушки на рис. 178 и представил зависимость:

Шервуд ввёл понятия:

1- период постоянной скорости сушки,

2- период убывающей /падающей/ скорости сушки.

Рис. 179. Изменение температуры воздуха и материала в реальной прямоточной сушилке. 1- воздух, 2- материал.

Построение /график/ Шервуда представлено на рис.180.

Рис. 180. Кривая скорости сушки по Т.К. Шервуду.

1- период постоянной, 2- период убывающей скорости сушки.

Фиксируются: N=a₁/b₁ – скорость сушки в первом периоде,

- коэффициент сушки.

Понятие процесса скорости сушки по Шервуду / изменение влагосодержания материала с течением времени/ не совпадает с понятием скорости сушки по дисциплине ПАПП / количество влаги, испарённое с единицы поверхности материала в единицу времени. [кг/(м^2. с] /155/

Поиск по сайту: