1.1.1 Основные параметры влажного сушильного агента

При конвективной сушке сушильный агент передает материалу тепло и уносит влагу, испаряющуюся из материала за счет этого тепла. Таким образом, сушильный агент играет роль тепло- и влагоносителя. При прочих методах сушки находящийся в контакте с материалом влажный газ (обычно воздух) используется лишь для удаления испарившейся влаги, т. е. выполняет роль влагоносителя.

Влажный газ является смесью сухого газа и водяного пара. В большинстве случаев влагой материала является вода, которая в виде водяного пара переходит в сушильный агент. Однако при сушке может испаряться любая жидкость, содержащаяся в материале. В дальнейшем под влажным газом будет подразумеваться т влажный воздух, учитывая, что физические свойства топочных газов и влажного воздуха отличаются лишь количественно. Влажный воздух как влаго- и теплоноситель характеризуется следующими основными параметрами: абсолютной и относительной влажностью, влагосодержанием и энтальпией (теплосодержанием).

Абсолютная влажность определяется количеством водяного пара в кг, содержащегося в 1 м³ влажного воздуха. С достаточной для технических расчетов точностью можно считать, что влажный воздух подчиняется законам идеальных газов. Тогда водяной пар как компонент газовой смеси (влажного воздуха), находясь под парциальным давлением р_п, должен занимать весь объем смеси (1 м³). Поэтому абсолютная влажность равна массе 1 м³ пара, или плотности водяного пара ρ_п (в кг/ м³ ) при температуре воздуха и парциальном давлении р_п.

Относительной влажностью, или степенью насыщения воздуха φ, называется отношение массы водяного пара в 1 м³ влажного воздуха ρ_п при данных условиях, температуре и общем барометрическом давлении к максимально возможной массе водяного пара в 1 м³ воздуха ρ_н.п (плотности насыщенного пара) при тех же условиях, по [1] с. 654:

φ = ρ_.п / ρ_н.п (1.1)

В процессе сушки воздух увлажняется и охлаждается и соответственно изменяет свой объем. Поэтому использование в качестве параметра воздуха его абсолютной влажности усложняет расчеты. Более удобно относить влажность воздуха к единице массы абсолютно сухого воздуха (1 кг сухого воздуха) — величине, не изменяющейся в процессе сушки.

Масса водяного пара (в кг), содержащегося во влажном воздухе и приходящегося на 1 кг абсолютно сухого воздуха, называется влагосодержанием воздуха х и рассчитывается [1] с. 655:

где m_п — масса водяного пара, кг;

m_c.в — масса абсолютно сухого воздуха в данном объеме влажного воздуха, кг;

ρ_с.в — плотность абсолютно сухого воздуха, кг/м³, .

Энтальпия I влажного воздуха относится к 1 кг абсолютно сухого воздуха и определяется при данной температуре воздуха t (в ⁰С) как сумма энтальпий абсолютно сухого воздуха и водяного пара (кДж/кг сухого воздуха) находится из [1] с. 655:

(1.7)

где c_с.в — средняя удельная теплоемкость абсолютно сухого воздуха, кДж/(кг град);

i_п — энтальпия водяного пара, кДж/кг.

Температура, при которой газ данного состояния, охлаждаясь при постоянном влагосодержании, становится насыщенным, называется точ­кой росы. Эта температура является пределом охлаждения влаж­ного газа.

Пределом охлаждения газа будет температура, соответствующая его полному насыщению (φ = 1). Температура, при которой газ, охлаж­даясь при постоянном теплосодержании, становится насыщенным, на­зывается температурой мокрого термометра. При этой температуре тепло, переходящее от газа к смоченной поверхности, полностью затрачивается на испарение жидкости, а температура последней остается постоянной и находится в пределах между температурой газа и температурой мокрого термометра.