5. Материальный баланс процесса сушки. Основные расчётные формулы, полученные из уравнений материального баланса. (Касаткин, стр. 593)

Количество влаги, удаляемой из материала, находим по формуле [3]:

где G_к = 8000/3600 = 2,222 кг/с – количество высушенного материала; u₁ и u₂ – влажность материала до и после сушилки в расчёте на общую массу влажного материала, %.

Количество абсолютно сухого материала G_а.с. рассчитывается по формуле:

Находим количество влажного материала:

и количество влаги, оставшейся в материале:

6. Формы связи влаги с материалом. Свободная, связанная и гигроскопическая связь.

Применительно к процессу сушки влага материала классифицируется на свободную и связанную.

Свободная влага удаляется из материала со скоростью, равной скорости испарения жидкости со свободной поверхности.

Связанной влага – влага, скорость удаления которой из материала меньше скорости её испарения со свободной поверхности.

Влагосодержание материала на границе свободной и связанной форм наз. критическим влагосодержанием. Предельная влажность материала, при кот. наступает состояние её динамического равновесия с влажностью окружающего воздуха, наз. равновесной влажностью. Материал при этом содержит т.н. гигроскопическую влагу. Процесс сушки при этом прекращается. Благодаря наличию гигроскопической точки материала становится известен целесообразный предел удаления влаги.

Гигроскопическая точка – относительная влажность воздуха, при которой вещество не поглощает влагу и не подсыхает. Если окружающий воздух будет иметь влажность ниже гигроскопической точки, то вещество будет подсыхать, если выше – увлажняться.

7. Понятия о равновесии и равновесной влажности материала.

Если материал находится в контакте с влажным воздухом, то принципиально возможны 2 процесса:

1) сушка (десорбция влаги из материала) при парциальном давлении пара над поверхностью материала p_м, превышающим его парциальное давление в воздухе или газе p_п, т.е. при p_м > p_п;

2) увлажнение (сорбция влаги материалом) при p_м < p_п.

В процессе сушки давление p_м уменьшается и приближается к пределу p_м = p_п. При этом наступает состояние динамического равновесия, которому соответствует предельная влажность материала, называемая равновесной влажностью .

Равновесная влажность зависит от парциального давления водяного пара над материалом p_п или пропорциональной ему величины относительной влажности воздуха ( ) и определяется опытным путем.

8. Движущая сила процесса сушки. Почему движущую силу процесса сушки можно выражать через разность парциальных давлений водяного пара?

Почему: при конвективной сушке пограничный слой воздуха, прилегающий к поверхности влажного материала, насыщается водяным паром, и в пределе его парциальное давление будет равно давлению насыщенного водяного пара . Поскольку существует разность давлений между этой величиной и парциальным давлением водяного пара в сушильном агенте , влага из пограничного слоя диффундирует в окружающую среду.

Разность давлений , обусловливающая переход влаги из материала в объём сушильного агента, явл. движущей силой процесса сушки.