Обработка результатов

1. Найти по табл. 3.1 давления насыщения .

2. Определить по таблице 3.2 относительную влажность.

3. Рассчитать парциальное давление паров

4. Вычислить влагосодержание влажного воздуха

5.Рассчитать энтальпию влажного воздуха

6. Определить по 1-х диаграмме значение

7. Результаты занести в табл. 3.3.

Контрольные вопросы

1.I-х диаграмма состояния влажного воздуха.

2. Абсолютная и относительная влажность воздуха.

3. Влагосодержание.

4. Энтальпия.

5.Температуры сухого и мокрого термометров.

6. Температура точки росы

7. Парциальное давление влаги и абсолютно сухого воздуха.

8. Приборы для определения параметров влажного воздуха.

9. Определение параметров отходящих газов.

Лабораторная работа №4 Исследование кинетики сушки

Цель работы: Исследование изменения влагосодержания материала и скорости процесса сушки по кинетическим кривым.

Основные понятия

Удаление влаги из твердых и пастообразных материалов позволяет удешевить их транспортировку, придать им необходимые свойства (напри­мер, уменьшить слеживаемость удобрений или улучшить растворимость красителей), а также уменьшить коррозию аппаратуры и трубопроводов при хранении или последующей обработке этих материалов.

Влагу можно удалять из материалов механическими способами (отжимом, отстаиванием, фильтрованием, центрифугированием). Однако более полное обезвоживание достигается путем испарения влаги и отвода образующихся паров, т. е. с помощью тепловой сушки.

Этот процесс широко используется в химической технологии. Он часто является последней операцией на производстве, предшествующей выпуску готового продукта. При этом предварительное удаление влаги обычно осуществляется более дешевыми механическими способами (например, фильтрованием), а окончательное — сушкой. Такой комбинированный способ удаления влаги позволяет повысить экономичность процесса.

В химических производствах, как правило, применяется искусственная сушка материалов в специальных сушильных установках, так как естественная сушка на открытом воздухе — процесс слишком длительный.

По своей физической сущности сушка является сложным диффузион­ным процессом, скорость которого определяется скоростью диффузии влаги из глубины высушиваемого материала в окружающую среду. Как будет показано ниже, удаление влаги при сушке сводится к перемещению тепла и вещества (влаги) внутри материала и их переносу с поверхности материала в окружающую среду. Таким образом, процесс сушки является сочетанием связанных друг с другом процессов тепло- и массообмена (влагообмена).

Процесс сушки - один из определяющих в технологии силикатных мате­риалов. Все изделия, выпускаемые в керамической промышленности, прохо­дят через этапы естественной или искусственной сушки . Кроме того, для суш­ки сырьевых материалов с исходной высокой геологической влажностью ис­пользуют тепловые установки (сушилки).

В связи с тем, что сушка - процесс удаления влаги из материала и отвод образующихся паров, то движущей силой этого, как и термодиффузионного, процесса, является разность парциальных давлений в слое над материалом и в окружающей среде.

К параметрам влажного материала относятся:

а) влажность - количество влаги т_в, содержащееся в 1 кг влажного материала т,

б) влагосодержание - количество влаги т_в, приходящееся на 1 кг сухого материала ,

Сушка характеризуется статикой и кинетикой. Статика сушки устанавливает связь между начальными и конечными параметрами высушиваемого материала и сушильного агента на основе уравнений материального и теплового балансов. Из сушки определяют состав материала, расход тепла и сушильного агента.

Кинетика сушки устанавливает связь между изменениями влажности материала во времени и параметрами процесса. Уравнения кинетики сушки характеризуют процесс удаления влаги из материала во времени и предназначены для определения продолжительности и режима сушки.

Механизм процесса сушки в значительной степени определяется формой связи влаги с материалом: чем прочнее эта связь, тем труднее протекает процесс сушки. При сушке связь влаги с материалом нарушается.

Скорость - это количество влаги , удаляемой из материала в единицу времени, .

Скорость сушки зависит от того, какая влага удаляется из материала.

П.А. Ребиндером предложена следующая классификация форм связи влаги с материалом: химическая, физико-химическая, физико-механическая. Химически связанная влага не может быть удалена из материала при сушке в силу своего прочного соединения с материалом. В процессе сушки удаляется только влага, связанная с материалом физико-химически и механически.

Применительно к процессу сушки влагу материала классифицируют в более широком смысле на свободную и связанную. Под свободной понимают влагу, скорость испарения которой из материала равна скорости испарения воды со свободной поверхности. Под связанной понимают влагу, скорость испарения которой из материала меньше скорости испарения воды со свободной поверхности.

Свободная влага удаляется в период постоянной скорости сушки, связанная - в период падающей скорости.

Исследование кинетики процесса сушки осуществляют с помощью кривых изменения: а) влагосодержания материала во времени; б) скорости сушки во времени; в) температуры материала во времени.