- •1. Приведите примеры применения сушки в химической промышленности.
- •2. К какому классу процессов относится сушка? Какие физические параметры материала и окружающей среды влияют на механизм её протекания?
- •3. Виды сушки. Их краткая характеристика.
- •4. Влажность материала и способы её выражения.
- •5. Материальный баланс процесса сушки. Основные расчётные формулы, полученные из уравнений материального баланса. (Касаткин, стр. 593)
- •6. Формы связи влаги с материалом. Свободная, связанная и гигроскопическая связь.
- •7. Понятия о равновесии и равновесной влажности материала.
- •8. Движущая сила процесса сушки. Почему движущую силу процесса сушки можно выражать через разность парциальных давлений водяного пара?
- •9. Кривая сушки. Критические влажности. Периоды сушки и причины их существования.
- •12. Расчёт времени первого и второго периодов сушки.
- •15. Интенсивность испарения влаги из материала и пути повышения её величины.
- •1 6. Основные характеристики влажного воздуха, методы их определения.
- •18. Уравнение теплового баланса реальной сушилки.
- •1 9. Физический смысл «теоретического» процесса сушки. Расчёт непроизводительных расходов теплоты на сушку.
- •20. Изображение основных вариантов конвективной сушки на I – X диаграмме.
- •22. Физический смысл точки росы. Её определение с помощью I – X диаграммы. Почему на практике важно знать температуру точки росы?
- •2 3. Понятие температуры мокрого термометра. Её определение с помощью I – X диаграммы и психрометра.
- •24. Физический смысл потенциала сушки. Методы определения его значения.
- •26. По каким признакам классифицируются сушильные аппараты?
- •28. Достоинства и недостатки сушилки кипящего слоя по сравнению с другими конструкциями конвективных сушилок.
9. Кривая сушки. Критические влажности. Периоды сушки и причины их существования.
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 23.1 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
П од кинетикой процесса сушки понимают изменение средней по объёму высушиваемого тела влажности с течением времени. Изменение среднеобъёмной влажности материала во времени графически изображается кривой (рис. 23.1), называемой кривой сушки.
Она состоит из нескольких участков, соответствующих различным этапам сушки. В начале сушки происходит прогрев материала и наибольшее изменение влажности (участок АВ). Далее влажность заметно уменьшается по линейному закону (участок ВС). На заключительном этапе влажность материала изменяется по кривой СК, приближаясь к равновесному значению.
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 23.2 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Скорость сушки определяется по кривой сушки путём графического дифференцирования. Графическая зависимость скорости сушки от влажности материала представлена на рис. 23.2 и называется кривой скорости сушки.
На участке АВ скорость сушки возрастает и к концу прогрева достигает максимальной величины.
Периоду постоянной скорости сушки соответствует прямая ВС. На этом этапе происходит активное испарение свободной влаги из материала, скорость процесса является наибольшей и определяется внешнедиффузионным сопротивлением, т.к. внутридиффузионное сопротивление незначительно. Такое уменьшение влажности наблюдается до достижения первой критической влажности , после чего начинается период падающей скорости сушки.
Периоду падающей скорости сушки соответствует кривая СК. От точки С скорость начинает уменьшаться, т.к. с уменьшением влажности материала внутридиффузионное сопротивление увеличивается и в некоторый момент времени достигает значения соизмеримого с внешнедиффузионным сопротивлением. Общее сопротивление диффузии возрастает, а скорость падает.
В этом периоде уменьшение влажности материала выражается кривой (кривая СК), которая может состоять из двух участков различной кривизны (отрезки CD и DK). Точка перегиба D соответствует 2-ой критической влажности . Во 2-ом периоде скорость сушки определяется скоростью внутренней диффузии влаги, при этом удаляется наиболее прочно связанная влага. В конце 2-го периода сушки влажность материала асимптотически приближается к равновесной.
Достижение равновесной влажности на практике означает полное прекращение дальнейшего испарения влаги из материала (точка К). Обычно в сушилках материал высушивают до конечной влажности .
Построив кривую сушки материала можно построить кривую скорости сушки, которая выражает зависимость скорости сушки от влажности материала (рис. 23.2). Линия АВ соответствует периоду прогрева материала. Горизонтальный участок ВС отвечает периоду постоянной скорости сушки, а отрезок СК – периоду падающей скорости сушки. Вид кривой СК зависит от свойств материала и формы связи с ним влаги.
10. Понятие о скорости сушки. Кривая скорости сушки и метод её построения. Объясните разнообразный вид линии, отвечающей второму периоду, при сушке различных материалов. [см. вопрос 9]
Скорость сушки определяется с целью расчета продолжительности сушки. Скорость сушки определяет один из важнейших технологических параметров – интенсивность испарения влаги из материала , которая выражается количеством влаги , испаряемой с единицы поверхности материала в единицу времени. Интенсивность испарения влаги связана с механизмом тепло- и массообмена влажного материала с окружающей средой.
11. Почему скорость сушки в первом периоде постоянна, а во втором – изменяется во времени? [см. вопрос 9]