Сушка с многократным промежуточным подогревом воздуха
Сушка с частичным возвратом отработанного воздуха
Кинетика процесса сушки
Скорость сушки определяется с целью расчета продолжительности сушки.
Но для того чтобы определить скорость процесса необходимо знать его направление.
Направление переноса влаги будет определяться ее содержанием в материале и окружающей среде.
где Рм – парциальное давление влаги в непосредственной близости от поверхности материала.
Зависит:
– от характера связи влаги с материалом;
– от температуры;
– от содержания влаги (влажности).
Рп – парциальное давление паров этой влаги в окружающей среде.
Возможны три случая:
1. Рм > Рм – сушка материала;
2. Рм < Рм – равновесие;
3. Рм = Рм – поглощение влаги материалом (процесс обратный сушке).
Отсюда можно сделать вывод, что движущей силой процесса сушки является разность парциальных давлений в близи поверхности материала и окружающем среде.
Как мы уже и говорили кинетика сушки характеризуется изменением средних влагосодержаний материала и температур.
Скорость сушки зависит:
– от внутренней структуры материала, его теплофизических свойств, размеров, формы и состояния внешней поверхности;
– от параметров сушильного агента – его температуры, относительной влажности, скорости движения относительно материала.
Кинетика сушки характеризуется изменением
во времени средней влажности, отнесенной
к количеству абсолютно сухого материала.
Зависимость между влажностью
Данные о скорости сушки, полученные с помощью кривых сушки, изображаются в виде кривых скорости сушки, которые строят в координатах скорость сушки – влажность материала.
В общем случае процесс сушки состоит из двух стадий: перемещение влаги из глубины к поверхности материала и испарение влаги с поверхности материала.
В зависимости от того, какая из стадий является лимитирующей, различают периоды внутренней и внешней диффузии. В начале сушки, когда влажность материала высокая, скорость процесса постоянна (1-2). Это объясняется тем, что испарение влаги с поверхности материала успевает компенсироваться ее подводом из глубины.
Это первый период, для которого характерно.
с
корость
сушки постоянна (Обратить внимание
на рисунок).
Вся поверхность покрыта влагой, которая подпитывается изнутри.
2. температура материала равна температуре мокрого термометра.
tм.т – когда температура испаряющейся жидкости соответствует температуре смоченного термометра (т.е. температура газа равна температуре жидкости).
Тогда скорость I периода сушки определиться по уравнению:
в котором F – поверхность испарения; β – коэффициент массоотдачи.
Отсюда продолжительность сушки в первом периоде:
В этом периоде скорость сушки определяется:
1. Температурой сушильного агента;
2. Скоростью движения воздуха относительно материала;
3. Поверхностью материала.
Второй период сушки
По мере испарения влаги влажность материала уменьшается и при достижении хкр. На поверхности материала появляются сухие места, и скорость сушки начинает падать.
Для этого периода характерно следующее:
1. На поверхности образуются сухие места;
2. Поверхность испарения углубляется внутрь материала;
3. температура материала повышается.
Тогда скорость II периода сушки определиться по уравнению:
где К – коэффициент сушки; х – текущее влагосодержание.
Отсюда продолжительность сушки II периода:
Во II периоде сушки скорость будет зависеть:
1. От пористости материала;
2. От размера пор;
3. От температуры и влажности сушильного агента.
Следовательно, чем мельче материал, тем быстрее идет сушка.
Общее время сушки будет складываться:
Чем пористее материал, тем больше τ1.
Чем больше материал, тем больше τ2.