Продолжительность сушки(время сушки)

Продолжительность сушки при постоянных условиях по воздуху может быть определена по приближенным уравнениям.

Для периода постоянной скорости:

. (11.15)

Для периода линейно падающей скорости:

. (11.16)

Здесь N = - du/d – скорость сушки в первом периоде, выражаемая числом килограммов влаги на 1 кг сухого вещества, испаряемой за 1 с (Минус потому что при сушке количество влаги уменьшается со временем ); u_н, u_кр, u_к, u_р – соответственно начальное, критическое, конечное и равновесное влагосодержание материала (считая на сухое вещество).

Практическое время сушки будет больше расчетного приблизительно в 1,5 – 2 раза. Это увеличение будет зависеть от того, осуществляется ли сушка противотоком или прямотоком, достаточно ли полный контакт сушильного агента и высушиваемого материала и т.д.

Общая продолжительность сушки:  = ₁ + ₂.

Кондуктивная (контактная сушка) При кондуктивной сушке теплота передается высушиваемому материалу от греющей поверхности. Температура поверхности влажного материала в этом случае не будет соответствовать температуре мокрого термометра.

Общий расход теплоты на сушку:

Q = Q_нагр + Q_исп + Q_пот ,

где Q_нагр – теплота на нагрев влажного материала от начальной температуры до конечной температуры, Вт; Q_исп – теплота на испарение влаги, Вт; Q_пот – тепловые потери в окружающую среду, Вт.

Теплота на нагрев влажного материала:

Q_нагр = G_нc_н (t_кон – t_нач) = (G_кc_к + Wc_W)(t_кон – t_нач),

где G_н , G_к – соответственно производительность сушилки по влажному (исходному), высушенному (конечному) материалу, кг/с или кг; W – количество влаги, удаляемое из материала, кг/с или кг; c_н, c_к, c_W – удельная теплоемкость исходного, высушенного материала и влаги при средней температуре, Дж/( кг∙К); t_нач, t_кон – начальная и конечная температура материала, ºС.

Теплота испарения влаги: Q_исп = W r_w,

где r_w – теплота испарения влаги при температуре испарения, кДж/кг.

Тепловые потери в окружающую среду Q_пот при расчете выпарных аппаратов принимают в размере 3 – 5% от суммы (Q_нагр + Q_исп).

Расход греющего пара Gг.П (в кг/c)

Расход греющего пара определяют по уравнению:

,

где i″, i′ – соответственно удельная энтальпия сухого насыщенного пара и конденсата при давлении р_гп, Дж/кг; х – паросодержание (степень сухости) греющего пара, х  (0,900,99); r_г.п – удельная теплота конденсации греющего пара, Дж/кг.

Поверхность сушилки

Необходимая поверхность нагрева сушилки может быть рассчитана по уравнению теплопередачи:

, (11.26)

где К – коэффициент теплопередачи (рассчитывается по специальным формулам для данной конструкции сушилки), Вт/(м²К); t_cp = t_гп – t_W – разность между температурой греющего пара и температурой испарения влаги, К. Для вальцовых сушилок, работающих под вакуумом К = 30 200 Вт/(м²∙К).

Необходимая поверхность нагрева сушилки может быть рассчитана также на основании экспериментальных данных по напряжению сушилки по влаге: , где A_W – напряжение сушилки по влаге, (кг испаряемой влаги ) / (м² поверхностис). – количество влаги, удаляемой в секунду

из материала, кг.