Vlastnosti vlhkého vzduchu

• Je směsí suchého vzduchu (B) a vodní páry (A), kromě teploty t a tlaku p je nutno charakterizovat obsah vodní páry ve vzduchu například parciálním tlakem vodní páry p_A, vlhkostí U_A (vlhkost vzduchu) nebo relativní vlhkostí ϕ_A

• Relativní vlhkost ϕ_A je poměr parciálního tlaku vodní páry p_A k tenzi par vody p_A⁰

nabývá hodnot 0-1, často je udávána v procentech, zahříváním vlhkého vzduchu se jeho relativní vlhkost snižuje, protože tenze par roste se zvyšující se teplotou, pokud je parciální tlak vody při určité teplotě roven tenzi par vody, tak je vzduch saturován vlhkostí a jeho relativní vlhkost je rovna 1

• Relativní měrna entalpie vlhkého vzduchu I vztažená na 1kg suchého vzduchu a je uvažována vzhledem k referenčnímu stavu vzduchu a kapalné vody při teplotě 0°C

H…entalpie vlhkého vzduchu

h_A, h_B … měrná entalpie vody a vzduchu

Δh_výp …měrná výparná entalpie vody při 0°C

<c_p> … střední relativní měrná tepelná kapacita vlhkého vzduchu

• K charakterizaci dále užíváme

  • Teplotu rosného bodu t_d

  • Teplota vlhkého teploměru t_w

  • Teplota adiabatického nasycení t_a

• Při ochlazování vlhkého vzduchu dochází při teplotě t_d k saturaci vzduchu vodní parou (ϕ_A=1) a ze vzduchu začne kondenzovat kapalná voda

• Teplotu rosného bodu lze stanovit například postupně ochlazovaným zrcátkem, které se při teplotě t_d orosí, při výpočtu rosného bodu t_d pro vzduch o vlhkosti U_A vypočítáme nejdříve tenzi par p_A⁰ , pak v tabulkách vyhledáme t_d odpovídající tenzi par nebo vypočítáme t_d z Antoineovy rovnice

• Teplotu adiabatického nasycení můžeme spočítat dle rovnice

• Teplota adiabatického nasycení a teplota vlhkého teploměru jsou prakticky stejné

Entalpický diagram vlhkého vzduchu

• Využívá se k zakreslení stavu vzduchu

• Na vodorovné ose je vlhkost U_A

• Na svislé ose je relativní měrná entalpie I, která je vynesena kosoúhle (cca pod úhlem 135°)

• Křivky konstantní relativní vlhkosti jsou zakresleny pro ϕ_A=5,20,40, 60, 80, 100

• Isotermy jsou pozvolna rostoucí úsečky zakreslené pro teploty 0, 20, 40…180°C

• Čáry konstantní teploty vlhkého teploměru t_w splývají v případě vlhkého vzduchu s čarami konstantní teploty adiabatického nasycení t_a a jsou to klesající čárkované čáry zakreslené pro t_w=t_a=0,10…50°C

• Rosný bod odečítáme na průsečíku svislice procházející zadaným stavem vzduchu a saturační křivky

• Parciální tlak vodní páry nalezneme jako průsečík svislice procházející zadaným stavem vzduchu a křivky parciálních tlaků v dolní části a hodnotu p_A odečteme na pravé ose

Vlastnosti sušeného materiálu

• Vlhkost materiálu

• Vlhkost může být v materiálu přítomna v několika formách – povrchová vlhkost – vrstva kapaliny na povrchu nebo v širokých pórech, nebo kapilární vlhkost v úzkých pórech

• Vlhkost může být adsorpčně vázána na povrch materiálu, nebo adsorpčně rozpuštěná uvnitř materiálu, může tvořit součást krystalické mřížky

• Relativní měrná entalpie materiálu

Kinetika sušení

• Konvekční sušení – rychlost sušení kde m_A je hmotnostní tok vysušované vlhkosti, A je plocha rozhraní mezi sušeným materiálem a plynem, U_AW je vlhkost plynu těsně nad povrchem materiálu, rozdíl (U_AW-U_A) – hybná síla sušení

• Pokud je materiál natolik vlhký, že vzduch těsně u povrchu materiálu je saturován vlhkostí, je hybná síla sušení a tím i rychlost sušení konstantní

• Rychlost sušení se doplňuje přívlastkem konstantní nebo kritická

• W_Ac je kritická vlhkost materiálu – rychlost sušení je konstantní jen v případě že vlhkost materiálu je vyšší než tato hodnota

• Vlhkost vypařovaná z materiálu v oblasti konstantní rychlosti sušení se označuje jako nevázaná vlhkost.

• Sušení v oblasti W_A≥W_AC – I. Období sušení (oblast nevázané vlhkosti), teplota materiálu se ustálí na teplotě vlhkého teploměru

• W^*_A<W_A<W_AC – rychlost sušení je menší než konstantní rychlost sušení a postupně se snižuje s klesající vlhkostí materiálu – II. Období sušení

• Pokud materiál dosáhne rovnovážné vlhkosti W^*_A=f(U_A) – sušení již dále neprobíhá, protože procesy pohlcování a odpařování jsou v rovnováze

• Rychlost sušení závisí na struktuře látky, na rychlosti sušicího plynu