Тепловой баланс конвективной сушки

На сушку поступает влажный материал в количестве G_c + W (кг/ч), который расположен на конвейере массой G_т (кг/ч). В сушилку пода­ется L (кг/ч) абсолютно сухого воздуха. При подогреве воздуха в ка­лорифере к нему подводится Q_к (кДж/ч) теплоты, а в сушильной ка­мере дополнительно может быть подведено Q_д (кДж/ч) теплоты.

Обозначим:

G_c — количество высушенного материала, кг/ч;

с_с —удельная теплоемкость высушенной части материала, кДжДкг · К);

с_т — удельная теплоемкость транспортирующих устройств, кДж/(кг · К);

t_н — температура до сушки, ºС;

с_в — теплоемкость воды, кДжДкг · К);

t_k — температура материала после сушки, °С;

t_т.н, t_т.к ^— температура транспортирующих устройств на входе в сушильную камеру и на выходе из нее, °С;

i₀— удельная энтальпия воздуха на входе в сушильную камеру, кДж/кг;

i₁ — удельная энтальпия воздуха после нагревания в калорифе­ре, кДж/кг;

i₂ — удельная энтальпия на выходе из сушилки, кДж/кг;

Q_n — потери теплоты в окружающее пространство, кДж/ч.

Тепловой баланс процесса можно представить уравнением

(11)

Из этого равенства можно определить расход теплоты на сушку

 

Лекция 33 Схема расчета конвективной сушки. Конструкции сушилок

Варианты сушильных процессов

Сушка с многократным промежуточным подогревом воздуха

Э тот вариант сушки характеризуется тем, что требуемое количество теплоты подводится к высушиваемому материалу при пониженной температуре воздуха. Пунктирные линии на рис. 18.11 показывают, что для сушки без промежуточного подогрева воздуха потребовалось бы предварительное нагревание его до температуры t₁ (точка С). Такую схему сушки применяют для сушки пищевых материалов, не выдерживающих высоких температур.

Рис. 18.11.Сушилка с многократным промежуточным подогревом воздуха (а) и изображение процесса на i-x-диаграмме (б):

1-сушильная камера; 2-калориферы

Сушка с частичной рециркуляцией отработанного воздуха показана на рис. 18.12. Исходный воздух с параметрами, характеризуемыми точкой А, смешивается с частью отработанного воздуха (линии АС и ВС), затем смесь нагревается в калорифере до температуры сушки t_c и взаимодействует с высушиваемым материалом. Конечные параметры воздуха определяет точка В. По сравнению с сушкой при однократном проходе воздуха для этого варианта сушки характерны пониженная температура воздуха при сушке t_c вместо t_K, повышенное начальное влагосодержание х_с вместо х_н и большая линейная скорость газа в сушилке.

Э ти параметры воздуха и его скорость в сушилке зависят от кратности смешения n=i/L. Расходы теплоты в данной сушилке и в сушилке без циркуляции воздуха будут одинаковые при тех же пределах изменения состояния воздуха.

Рис. 18.12. Сушилка с частичным возвратом воздуха (а) и изображение процесса на i —x-диаграмме (б):

1 — калорифер; 2 — сушильная камера; 3 — вентилятор; 4 — заслонка

Сушка с частичной рециркуляцией отработанного воздуха и промежуточным нагревом в калориферах представляет собой сочетание описанных выше вариантов. Для этого варианта сушки характерны пониженная температура воздуха, повышенное начальное влагосодержание и относительная влажность воздуха, большая линейная скорость газа в сушилке за счет увеличения количества циркулирующего воздуха в сушилке.