Материальный и тепловой балансы сушки

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 Q_A06.* сообщаемого дополнительно в сушильной камере Для составления баланса введем следующие обозначения (в дополнение к принятым ранее):

с, с_в, Со и с_т — 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; Ь_г и Э₂ — температуры материала на входе и выходе из

сушилки, ° С;

G_T — 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,