Практичне заняття № 3. Побудова кривих сушіння

Мета: вивчення стану вологи в матеріалі і умов її переміщення і розподілу в різні моменти сушіння, вивчення швидкості процесу і визначення залежності його від окремих факторів, пов'язаних з матеріалом і навколишнім середовищем.

Процес сушіннярізних матеріалів прийнято характеризувати трьома типовими кривими: сушки, швидкості і температури.

Вологість матеріалу ω, %

Крива сушки показує зміну середньої абсолютної вологості матеріалу в часі: ω= f(τ) і будують її за експериментальними даними. Крива 1 характерна для тонких матеріалів. Крива 2 типова для товстих матеріалів. При сушінні товстих матеріалів на початку процесу йде прогрівання матеріалу, коли вологість убуває за криволінійним законом (ділянка АВ), а потім по прямій, яка переходить в криву. При сушінні тонких матеріалів на кривій прогрівання практично непомітне, оскільки займає мало часу. Крива сушки відразу починається з прямолінійної ділянки, яка переходить в криву.

Крива швидкості, або інтенсивності сушки характеризує залежність швидкості процесу від вологості матеріалу, або зміну швидкості процесу в часі.

Середня інтенсивність сушки це кількість вологи, випареної за 1 годину з 1м²поверхні випару при даному режимі сушіння, кг/(м²·час):

(3.1)

Якщо віднести спад вологи не до поверхні випару, а до ваги абсолютно сухого матеріалу, то отримаємо середню швидкість сушки, кг/годину :

(3.2)

Такі криві будують аналітичним шляхом на підставі обробки експериментальних кривих сушки матеріалу або методом графічного диференціювання, коли швидкість сушки визначають як тангенс кута нахилу дотичної, проведеної до даної точки кривої сушки.

Крива температури матеріалу показує зміну температури матеріалу в процесі сушки залежно від вологості матеріалуθ_м=f(ω). Криві температури матеріалу будують на підставі експериментальних даних, вони можуть бути використані для розробки високоефективних температурних режимів сушки різних матеріалів.

Питання для опитування

1. Проаналізувати криві швидкості та температури сушіння.

2. Охарактеризувати рівноважну вологість матеріалу.

3. Визначити, що таке вільна та зв'язана волога, способи її видалення.

4. Визначити параметри, які характеризують лубоволокнисті матеріали під час сушіння та зволоження.

5. Дати характеристику процесам десорбції та сорбції вологи лубоволокнистими матеріалами

6. Охарактеризувати фізичну сутність процесів нагрівання та охолодження сушильних агентів. Наведіть схеми процесів І - d діаграмі.

7. Відобразити на І -d діаграмі та пояснити адіабатичний процес випаровування

8. Дати характеристику процесу змішування повітря різного стану.

9. Подати загальну схему процесу сушіння, дати пояснення критичним точкам на кривих сушіння.

10. За допомогою яких основних параметрів середовища можна знизити тривалість сушіння лубоволокнистих матеріалів?

Індивідуальні завдання

Задача 1.Визначити тривалість сушіння моченцевої льонотрести при такому режимі:t₁= 120°C; φ₁= 10%; ω = 3,0 м/с; Р_с=3 кг/м²;U₂=0,14 кг вологи/кг сух. матер.,Up- в таблиці додатка 3.

Задача 2.Визначити тривалість сушіння льоносоломи при такому режимі:t₁= 105°С; φ₁= 10%; ω = 3,5 м/с; Р_с=30 кг/м²; U₁=0,4 кг вологи/кг сух. матер., U₂ =0,19 кг вологи/кг сух. матер.

Задача 3.Визначити тривалість сушіння трести конопель при такому режимі:t₁=95 ^оC; φ₁= 15%; ω=2,0 м/с; Р_с=6,0 кг сух. матер/м²;U₁=0,6 кг вологи/кг сух. матер.;U₂ =0,1 кг вологи/кг сух. матер.;d_ст=7,0 мм.

Задача 4.Визначити тривалість процесу сушіння мокрих відходів тіпання кенафу при такому режимі:t₁=80°C; φ₁= 5%; ω=1,5 м/с; Р_с=4 кг сух. матер./м²; Н_шар=20,0 см; U₁=l,6кг вологи/кг сух. матер.,U₂=0,08 кг вологи/кг сух. матер.

Задача 5.Визначити тривалість процесу сушіння ллняних відходів тіпання при такому режимі:t₁ = 70°C; φ₁= 5%: ω=0,5м/с; Р_с=4,0 кг/м²;U₁=0,14 кт вологи/кг сух. матер.,U₂ =0,08 кг вологи/кг сух. матер.

Задача 6.Визначити тривалість зволоження льонотрести при такому режимі:t₁=50°C; φ₁=95%: ω=4,0 м/с; Р_с=6,0 кг/м²;U₁=0,11 кг вологи/кг сух. матер.,U₂ =0,13 кт вологи/кг сух. матер.

Задача 7.Визначити тривалість сушіння льонотрести від початкового вологовмістуU₁= l,8 кг вологи/кг сух. матер. до кінцевогоU₂=0,14 кг вологи/кг сух. матер. Агент сушіння - нагріте повітря зt₁=95°C; φ₁= 5%; і швидкістю ω=4,0 м/с, щільність завантаження матеріалу Р_с=3,5 кг сух. матер./м².

Задача 8.Визначити для стану вологого повітря з температурою 95°С і відносною вологістю 20%: вологовміст, приведену ентальпію, парціальний тиск водяної пари, температуру повітря за мокрим термометром, температуру точки роси та величину перегрітості водяної пари.

Задача 9.Показання психрометра:t_с=50°C іt_м=39°C. Визначити приведену ентальпію, вологовміст, вологоємкість, абсолютну та відносну вологість стану повітря.

Задача 10.Парціальний тиск границі охолодження водяної пари Р_п(г.о.)=40 мм. рт. ст. (5320 Па) і температура стану повітряt=60°C. Визначити інші параметри повітря: І,d, φ, t_P, P_n.