Лекция №09. Сушка лекция №2
.doc
Сушка. Лекция № 2.
Материальные балансы сушильного аппарата. Расход абсолютно сухого воздуха. Удельный расход а. с.в. Массовый расход влажного воздуха. Объемный расход влажного воздуха. Поток удаляемой влаги. Расход сухого материала. Связь между относительной и абсолютной влажностью материала.
Выделим сушильный аппарат из схемы сушильной установки и запишем уравнение материального баланса по влаге для 1 контура (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Схема сушильного аппарата.
Запишем уравнение материального баланса по влаге для 1 контура (рис. 1.2).
, откуда - расход а. с.в. (1.2)
Поделим обе части уравнения (1.2) на W
- удельный расход а.с.в. (2.2)
Массовый расход влажного воздуха на входе в калорифер
.
Объемный расход влажного воздуха на выходе из сушильной камеры
.
Запишем уравнение материального баланса по влаге для 2 контура
, откуда . (3.2)
Расход сухого материала может быть найден, если известен расход влажного материала и абсолютная влажность его.
Пусть известно , тогда , откуда
. (4.2)
Абсолютная и относительная влажности связаны между собой следующими выражениями
(5.2)
Тепловой баланс калорифера сушильной установки. Мощность калорифера. Удельный расход теплоты в калорифере. Расход греющего пара в калорифере.
Выделим калорифер из схемы сушильной установки и запишем уравнение теплового баланса для 1 контура, пренебрегая потерями теплоты в окружающую среду (рис. 2.2).
, откуда . (6.2)
Рис. 2.2 Схема калорифера.
[]. (7.2)
Составим уравнение теплового баланса для второго контура (рис. 2.5)
, откуда , (8.2)
где D – расход греющего пара в калорифере.
Тепловой баланс сушильной установки. Основное уравнение статики сушки. Уравнение линии сушки. Идеальная сушка.
Составим уравнение теплового баланса для сушильной установки (см. рис. 3.2), пренебрегая потерями тепла в окружающую среду
, где (9.2)
Рис. 3.2. Схема сушильной установки.
- дополнительный подвод теплоты в сушильный аппарат, потери теплоты в окружающую среду, потери теплоты с транспортом.
Преобразуем полученное уравнение, учитывая выражение (6.2)
.
После сокращений и с учетом группировки членов уравнение, содержащих Gc, получим
, где (10.2)
- потери теплоты с материалом.
Поделив обе части уравнения (10.5) на W, получим
, (11.2)
где - параметр сушки, который равен сумме удельных потерь теплоты.
идеальной
сушки (I2
= I1)
.
Рис. 4.2. Изображение на диаграмме Рамзина линии процесса сушки идеальной сушилки.
Почему процесс сушки идеальной сушилки совпадает с линией I = const?
Поток сушильного агента (СА) отдает свою теплоту в сушильном аппарате. Казалось бы, такой процесс должен сопровождаться снижением энтальпии. Однако, эта теплота, в случае идеальной сушилки, идет исключительно на испарение влаги, а влага в виде паров присоединяется к потоку СА, возвращая тем самым затраченную теплоту.
Преобразуем уравнение (11.2) до вида
, а теперь заменим параметры СА на выходе из аппарата на текущие параметры СА в произвольном сечении аппарата (т.е. на ). Тогда получим
. (12.2)
Уравнение (12.2) может быть названо уравнением линии сушки.
Реальный процесс сушки. Заданы параметры т.т. «0» и «2».
Пусть . Построим линию нагревания С А в калорифере и линию идеальной сушки в диаграмме “I – x” до их взаимного пересечения (т. см. рис. 5.2.)
Воспользуемся уравнением статики сушки в виде .
По условию задачи известны величины: . Для определения положения линии сушки реального процесса перепишем последнее уравнение в виде
. Но, а поэтому I1 больше I2 на . От т. 1ид откладываем вверх отрезок равный . Таким образом, находим положение точки начала процесса сушки реального процесса (окончания процесса нагревания СА в калорифере реального процесса)
Рис.5.2. Изображение процессов нагревания С А и сушки в “I – x” диаграмме.
Линия «1 – 2» - линия сушки реального процесса в случае, если (линия изменения параметров СА в процессе реальной сушки). Так как , то и мощность калорифера реальной сушки больше мощности калорифера идеальной сушки.
Аналогичные рассуждения можно повторить для случая, когда , и провести соответствующие построения (см. рис. 5.2).