1. Приведите примеры применения сушки в химической промышленности.

Сушка – процесс удаления влаги из твердых влажных, пастообразных или жидких материалов (суспензий) путем ее испарения и отвода образующихся паров. Этот процесс широко распространен в химической, пищевой и других отраслях промышленности с целью улучшения качества продукта, его сохраняемости, удешевления транспортирования и т.д.

2. К какому классу процессов относится сушка? Какие физические параметры материала и окружающей среды влияют на механизм её протекания?

Сущность процесса сушки состоит в переходе влаги из жидкой фазы в газовую и существенно определяется температурным режимом, сушка относится к тепло-массообменным процессам.

Основные факторы, влияющие на процесс сушки: температура сушильного агента, скорость воздушного потока, относительная влажность воздуха, давление, степень измельчения материала, толщина слоя.

3. Виды сушки. Их краткая характеристика.

Конвективная сушка – теплота подводится при непосредственном соприкосновении высушиваемого материала с потоком сушильного агента, в качестве которого чаще всего используют нагретый в калорифере воздух или смесь топочных газов с воздухом.

Контактная сушка – теплота от горячего теплоносителя к материалу передается через разделяющую их стенку, т.е. высушиваемый материал контактирует с нагретой твердой поверхностью.

Терморадиационная сушка – теплота подводится с помощью инфракрасных лучей, которые поглощаются высушиваемым материалом и преобразуются в нем в тепловую энергию.

Диэлектрическая сушка – теплота генерируется внутри материала токами высокой частоты.

Сублимационная сушка – материал высушивается при низких температурах и глубоком вакууме, когда влага, находящаяся в виде льда, переходит в пар, минуя жидкое состояние.

4. Влажность материала и способы её выражения.

Основные параметры влажного ГАЗА: (не по теме вопроса)

В большинстве случаев влагой материала является вода, которая в виде водяного пара переходит в сушильный агент. Однако при сушке может испаряться любая жидкость, содержащаяся в материале (например, летучие растворители).

Влажный воздух (смесь сухого газа и водяного пара) как влаго- и теплоноситель характеризуется следующими основными параметрами: абсолютной и относительной влажностью, влагосодержанием и энтальпией (теплосодержанием).

Абсолютная влажность определяется количеством водяного пара в кг, содержащегося в 1 м³ влажного воздуха. Абсолютная влажность равна массе 1 м³ пара, или плотности водяного пара (в кг/м³) при температуре воздуха и парциальном давлении p_п (Парциальное давление — давление, которое имел бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при той же температуре).

Относительной влажностью, или степенью насыщения воздуха , называется отношение массы водяного пара в 1 м³ влажного воздуха , при данных условиях, температуре и общем барометрическом давлении к максимально возможной массе водяного пара в 1 м³ воздуха (плотности насыщенного пара) при тех же условиях: . Относительная влажность является одной из характеристик воздуха как сушильного агента, определяющая его влагоемкость, т.е. способность воздуха к насыщению парами влаги.

Масса водяного пара (в кг), содержащегося во влажном воздухе и приходящегося на 1 кг абсолютно сухого воздуха, называется влагосодержанием воздуха:

где и — масса водяного пара и масса абсолютно сухого воздуха в данном объеме влажного воздуха; — плотность абсолютно сухого воздуха.

Энтальпия влажного воздуха относится к 1 кг абсолютно сухого воздуха и определяется при данной температуре воздуха t (в °С) как сумма энтальпий абсолютно сухого воздуха и водяного пара , (Дж/кг сухого воздуха): , где – средняя удельная теплоемкость абсолютно сухого воздуха, – энтальпия водяного пара.

Влажность материала и изменение его состояния в процессе сушки:

Влажность материала может быть рассчитана по отношению к его общей массе или по отношению к массе находящегося в нем абсолютно сухого вещества ., причем , где — масса содержащейся в материале влаги.

Влажность, отнесенная к общему количеству материала (в %):

Влажность, отнесенная к количеству абсолютно сухого материала (в %):

Масса абсолютно сухого материала не меняется в процессе сушки, и для упрощения расчетов обычно пользуются величинами . Влажность, отнесенная к массе абсолютно сухого материала , и влажность, рассчитанная на его общую массу , связаны между собой зависимостью (в %): или .