Расчет сушилок

1. Расчет сушилок графоаналитическим способом с помощью I-х диаграммы. Этот способ прост, нагляден и дает достаточно точные для технических рас­четов результаты.

Например: задано - кол-во материала, поступающего в сушилку G₁(кг/с), его начальная и конечная влажность (w₁ и w₂ в %). Определяем кол-во влаги W в кг/с, испаряемой в сушилке пользуясь формулами:

Затем находят производительность сушилки по высушенному материалу

Вычисляем удельные потери тепла в сушилке и определяем величину

Далее строят процесс на I-x диаграмме; определяют удельный расход l воздуха по формуле

Удельный расход тепла

2. Аналитический расчет сушилок

В некоторых случаях, например при малых перепадах тем­ператур и влагосодержаний сушильного агента, расчет суши­лок ведут аналитическим способом. Он точнее графо-аналитиче-ского способа, но связан с более громоздкими вычислениями.

Аналитический метод расчета сводится к совместному реше­нию основного уравнения теплового баланса, уравнения влагосодержания и уравнения энтальпии влаж­ного воздуха.

Уравнение теплового баланса конвективных сушилок

Уравнение влаосодержания

Уравнение энтальпии влажного воздуха

Если задана величина t₂, то по уравнению энтальпии влажного воздуха находят 1_2, как функцию х₂ и подставляя полученное выражение для 1₂ в уравнение теплового баланса определяют х₂, а затем 1_2.

Если вместо t₂ задано ϕ₂ –относительное влагосодержание отработанного воздуха, то совместное решение уравнения теплового баланса сушилки и уравнения

Приводит к след. Зав-ти:

Данное уравнение решается подбором.Принимается произвольное значение t₂ , затем находится по справочным таблицам давление насыщенного водяного пара , определяют энтальпию водяного пара в отработанном воздухе и подставляют найденные параметры в это уравнение до тех пор пока его левая и правая части не станут равными.

Состояние топочных газов на входе в сушилку хар-ся точкой В, которая определяется как точкапересечения линии заданной температуры газов с линией одного из параметров газов, например энтальпии.

Положение точки В на I — х-диаграмме может быть опреде­лено также путем построения процесса смешения топочных га­зов со свежим воздухом.

Дальнейшее построение про­цесса сушки ведется так же, как для воздушных сушилок.

30. Специальные способы сушки материалов.

Радиационная сушка

Энергия, излучаемая инфракрасными лучами, значительно превышает энергию излучения видимых лучей, имеющих длину волны 0,4—0,8 мк. Поэтому при помощи инфракрасных лучей (длины волн 8—10 мк) можно передать высушиваемому мате­риалу большие количества тепла и достигнуть скорости испа­рения влаги, во много раз превышающей скорость ее испарения при конвективной или контактной сушке.

В качестве источников инфракрасного излучения применяют электрические лампы (ламповые сушилки) либо экраны или панели, обогреваемые газом (радиационные газовые сушилки). В ламповой радиационной сушилке над поверхностью высуши­ваемого материала (обычно перемещаемого в конвейере) уста­навливают мощные осветительные лампы с отражательными рефлекторами, направляющими лучи на поверхность мате­риала, или специальные зеркальные лампы.

Более равномерное нагревание (чем лампами) и меньший расход энергии достигаются при использовании в процессе сушки сплошных стальных, чугунных или керамических жаро­упорных поверхностей, обогреваемых горячими газами. Нагрева­ние излучающих поверхностей производится открытым газовым пламенем (рис. 21-36, а) или продуктами сгорания газов, дви­жущимися внутри излучателя (рис. 21-36,б).

а-открытым газовым пламенем, б-продуктами сгорания газов с их рециркуляцией и регенерации тепла,1-горелки,2-излучатель,3-ленточный конвейер,4-выхлопная труба,5-подогреватель воздуха,6-вентилятор,7-камера сгорания,8-эжектор

Достоинства: 1.быстрое удаление вла­ги из тонкослойных материалов или лакокра­сочных покрытий, 2.ком­пактность устройства, 3.легкость регулирова­ния температуры нагре­ва, незначительные потери тепла в окружаю­щую среду.

Недостатки: 1.непригодность для высушивания толстых слоев материала, 2.неравно­мерность нагрева высушиваемого материала, связанная с тем, что, наряду с быстрым нагреванием поверхностного слоя, пере­дача тепла во внутренние слои материала (за счет теплопро­водности) происходит значительно медленней, 3) высокий рас­ход энергии .

Сушка токами высокой частоты

Применение токов высокой частоты в определенных случаях дает возможность значительно интенсифицировать процесс сушки. Сушка этим способом производится по следующей принци­пиальной схеме (рис. 21-38). Переменный ток из сети поступает в газотронный выпрямитель 2 и преобразуется в постоянный ток высокого напряжения (4000—11000 в), который питает ламповый генератор 3 высокой частоты. При помощи генератора постоянный ток преобразуется в переменный ток высокой ча­стоты (значительно больше 50 периодов в секунду). Ток подво­дится к пластинам конденсатора 4, между которыми создается поле высокой частоты.

1-сеть переменного тока, газотронный выпрямитель,3-генератор высокой частоты,4-конденсаторы

Достоинства: равномерное нагревание всей массы однородного материала, ускорение сушки в результате термодиффузии и электроосмоса, избирательное удаление влаги, улучшение качества сушки.

Недостатки: большой расход электроэнергии, сложность установки

Сушка возгонкой (сублимацией)

Камера 1 сушилки сообщается с конденсатором 2, к которому присоединен вакуум-насос 3 и холодильная установка 4 с насосом 5 для циркуляции рассола Для непрерывного удале­ния из конденсатора образующегося в нем льда потребовалось бы значи­тельное усложнение конструкции этого аппарата, поэтому обычно устанавли­вают два конденсатора, которые попеременно работают и размораживаются.