29. Сушка твердых материалов

Процесс сушки не поддается регулированию потому, что не существует непрерывного способа изменения влажности продукта. Поэтому рассматривается влияние отдельных параметров на процесс. Основными параметрами, воздействующими на процесс, являются расход и влагосодержание исходного материала.

Движущими силами процесса являются температура горячего газа на входе в сушилку и разность температур сухого и мокрого термометров на выходе газа из сушилки. Чтобы обеспечить одинаковую степень высушивания материала необходимо регулировать эти 2 параметра.

Данная схема регулирования обеспечивает постоянное значение движущих сил процесса путем изменения подачи тепла в установку и скорости газа. Хотя оба контура и связаны, но контур регулирования температуры горячего газа является быстродействующим.

Если температура сухого термометра на входе газа понижается. А температура мокрого термометра повышается, из-за более интенсивного испарения влаги, то это изменение температур через регулятор приведет к увеличению скорости воздуха, вследствие чего температура мокрого термометра понижается, и выход готового продукта восстанавливается. При увеличении расхода воздуха регулятор температуры на входе в сушилку повышает подачу тепла на установку.

Использовать для регулирования параметры газового потока более выгодно, т.к. они легко регулируются и быстро реагируют на изменение нагрузки.

30. Теплопередача – необратимый процесс.

Рабочее тело в тепловом двигателе должно получать тепло, чтобы его температура повысилась до максимума, и отдавать тепло, чтобы его температура понизилась до минимума. Разность меж­ду количествами получаемого и отдаваемого рабочим телом тепла представляет собой работу, произведенную двигателем. Так как на поверхности, через которую происходит передача тепла, должна существовать некоторая разность температур, пропорциональная теп­ловому потоку, то рабочее тело никогда не нагревается до температуры источника тепла и никогда не охлаждается до температуры окружающей среды. Следовательно, работа, которую можно получить от горячего рабочего тела, всегда меньше располагаемой работы в отношении, равном отношению этих разностей температур. Эта потеря располагаемой работы обусловлена необратимостью, прису­щей процессу теплоотдачи, и ее можно непосредственно вычислить в виде прироста энтропии.

Энтропия процесса теплопередачи.

В обратимом цикле превращения тепла в работу энтропия, полу­ченная окружающей средой при отводе тепла от рабочего тела, в точности равна энтропии, потерянной жидкостью. Но это возможно только в случае, когда разность температур между рабочим телом и окружающей средой равна нулю. Это можно показать, рассматри­вая конденсацию насыщенного водяного пара и кипение в точности такого же количества воды при том же давлении. Пар отдаст такое же количество энтальпии и энтропии, которое поглотит вода, но только в том случае, когда их давления (и температуры) одинаковы. Однако при теплообмене между двумя жидкостями должна существо­вать конечная разность температур. В результате этого холодная жидкость, поглощая такое же количество тепла, какое отдает горя­чая жидкость, повысит свою энтропию на большую величину, чем уменьшится энтропия горячей жидкости. Рассмотрим жидкость при темлературе Т, которая отдает количество тепла dQ окружающей среде, имеющей температуру Т₀ . Потеря энтропии горячей жидко­стью равна

dS = 0 только в случае, когда Т₀ = Т; поэтому необратимость процесса теплопередачи связана с разностью температур жидкостей.

В частном случае изотермической теплопередачи между двумя жидкостями, когда состояние обеих изменяется, интеграл от выра­жения стремится к величине:

∆S = - Q (1/T₀ -1/T₁).

Передача тепла от продуктов сгорания рабочему телу (например, водяному пару) происходит при столь большом градиенте темпера туры, что теряется существенная часть работы.