Расчет времени сушки по методу а.В.Лыкова
Ак. Лыковым было предложено заменить криволинейный участок зависимости скорости сушки от влагосодержания прямой линией, проведенной так, что площади под прямой и над прямой линией были одинаковы, т.о. он определили точку приведенного влагосодержания Скрп
–ур-е А.В.Лыкова (10)
проинтегрировав его от 0 до конечного времени при измен. влагосодержания от критического до равновесного он получил ур-е для расчета времени сушки для периода падающей скорости
(11)
После постановки уравнения (11) в уравнение (10) и интегрирования получают ур-е для расчета времени сушки для второго периода сушки (период падающей скорости)
(12)
(13)
(14)
β- коэф. массоотдачи
Хп – влагосодержание газа у поверхности высушиваемого материала
Хпот – влагосодержание газа в ядре потока
(15)
Для расчета темп-ры материала в период постоянной и падающей скорости сушки используются зависимости, связывающие темп-ру материала с параметрами сушильного агента и теплофизическими характеристиками материала.
I<733 кДж/кг
I>733кДж/кг
где
Для периода падающей скорости сушки температура материала может быть рассчитана по след. зависимости:
(16)
(17)
(18)
Чаще всего зависимость критерия Ребиндера от влагосодержания является простой степенной зависимостью, входящие в зависимость коэф. не зависят от режима сушки, поэтому она может быть получена в лабораторных условиях, а результаты могут быть перенесены на проектируемую установку. Зависимость (17) дает более надежные результаты, чем зависимость (16), однако требует лабораторных исследований.
Изображение процесса сушки вI-х диаграмме
Пр-сс нагрева (охлаждения) Пр-сс смешения сушильного агента
Изображение теоретической сушки Действительная сушилка
(1)
Свл – теплоемкость влажного материала
θ – температура материала
qдоп – дополнительно подводимое тепло к сушилке
qм,qтр,qпотерь – соотв. тепло пошедшее на нагрев материала, транспортных средств и внешние потери.
Если величина Δ в уравнении (1) отрицательна, то из точки е откладывается отрезок
mD- масштаб диаграммы
Получают рабочую линию действительной сушилки ВС'
Основные способы организации процесса сушки.
1.Однократная схема сушки
Наиболее распространенная схема, применяется в след. случаях:
1) удаляемая влага не представляет большой ценности и не явл-ся пожаровзрывоопасной и токсичной
2) высушиваемый материал не явл-ся токсичным и не образует пожаровзрывоопасный газовзвесий – это система, состоящая из газов и твердых частиц (аэрозоль вместо частиц взвешенных и газожидкости)
3) в качестве сушильного агента используется нагретый воздух или топочные газы
W
К
C
ПО
L, x0, t0 L, x1=x0, t1 L+W, x2 в атмосферу
I0 I1 t2, I2
СМММ
СМ – сушильный материал
С – сушка
К – калорифер
ПО – пылеосадительное устройство
АВ – линия нагрева в калорифере
ВС – рабочая линия процесса сушки
2. Сушка с промежуточным подогревом
применяется аналогично однократной сушке, но в тех случаях когда ограничена температура материала
W
K1
W
K2
ПО
I0 I1 I2
СМ
Рабочей линией сушки явл-ся линия В1С, предельной темп-рой нагрева сушильного агента явл-ся температура tпр, данная схема организации процесса сушки не дает экономии тепла и расхода сушильного агента, однако позволяет вести процесс в более мягких условиях, что позволяет сушить термонестойкие или термолабильные материалы.
3. Сушка со ступенчатым нагревом сушильного агента
WK2
W
K3
L
W
K1
C1
C2
C3
ПО
I0 I1 I2
CM
Данная схема применяется, как и однократная сушка, но с ограничением температуры нагрева материала или сушильного агента. Экономия тепла и энергии по отношению к однократной сушке схема не дает.
4. Сушка с рециркуляцией сушильного агента
(L+n·L)+W2
L
W
K
C
ПО
I0 M tсм, Iсм I2
СМ
n·L+W2
n – коэффициент рециркуляции
W = W1+W2
Сушка с рециркуляцией применяется в тех случаях, что и однократная сушка, но:
1) при ограничении температуры нагрева суш. агента или материала
2) низкое влагосодержание суш. агента вызывает интенсивный массоперенос влаги внутри материала, что приводит к растрескиванию и короблению материала.
Данная сушка позволяет увеличить интенсивность сушки за счет больших скоростей движения суш. агента над материалом, однако требует дополнительных затрат на привод вентилятора
5. Сушка в замкнутом цикле сушильного агента
Применяется в тех случаях, когда удаляемая влага является ценным продуктом или пожаровзрывоопасной и токсичной.
W
K
C
ПО
СМ
хладагент
Х
Х- холодильник-конденсатор
ХА
- - сборник влаги
При сушке в замкнутом цикле пожаровзрывоопасных веществ в качестве сушильного агента используют инертные газы (азот и углекислый газ), перегретый пар и топочные газы. В холодильнике-конденсаторе происходит охлаждение суш. агента, конденсация и выделение всей влаги, к-ая попала в суш. агент в сушилке. Рабочая линия процесса в холодильнике-конденсаторе изображена участками СDА, где линия СD соответствует охлаждению суш. агента до точки росы, а линия DА – конденсация влаги в суш. агенте.