2. Загальна схема розрахунку сушарок

У загальному вигляді сушарка складається з паливного блоку, сушильної камери та охолоджувача (рис.16.1).

Рис. 16.1. Розрахункова схема роботи конвективної сушарки: 1-паливний блок; 2-сушильна камера; 3-охолоджувач

Зовнішнє повітря надходить у паливний блок з параметрами: температура , ⁰С; відносною вологістю , %; волого вмістом , г/кг сухої речовини; ентальпією , кДж/кг. Повітря, змішуючись із продуктами згоряння, утворює агент сушіння з параметрами , , . Одночасно із агентом сушіння у сушильну камеру надходить вологий матеріал з наступними параметрами: масова витрата , кг/год; температура , ⁰С; вологістю , %.

У сушильній камері частина теплоти сушильного агента передається матеріалу, а волога з матеріалу переходить до агенту сушіння. У результаті волого- та теплообміну параметри матеріалу на виході із сушильної камери становлять , , , а агента , , , .

До камери охолодження надходить атмосферне повітря з параметрами , , , . У результаті його взаємодії з матеріалом на виході з охолоджувача параметри повітря змінюються на , , , , а матеріалу – на , , .

3. Визначення витрати теплоти

Рівняння балансу теплоти сушарки у загальному вигляді містить у лівій частині кількість теплоти, що надійшла у сушарку, а у правій витрати теплоти:

,

де - масова витрати сухого сушильного агента, кг;

- ентальпія атмосферного повітря, кДж/кг;

- теплота сушильного агенту, кДж;

і - теплоємність відповідно води та матеріалу, кДж/(кг·⁰С);

- теплота від додаткового джерела енергії, кДж;

- ентальпія відпрацьованого сушильного агента, кДж/кг;

- втрати теплоти в оточуюче середовище через стінки сушарки, кДж.

Із (16.3) витрата теплоти на нагрівання сушильного агента становить

.

Питома витрата теплоти на сушіння становитиме

, де - питома витрата сушильного агента;

- питома втрата теплоти в оточуюче середовище.

Або

.

Вираз

,

відображає питомі витрати теплоти на нагрівання матеріалу від температури до . Тому

.

Питомі витрати теплоти в оточуюче середовище визначають із загального рівняння теплопередачі

,

де - сумарна площа стінок сушильної камери через яку відбувається віддача теплоти в оточуюче середовище, м²;

- середня температура агента сушіння, ⁰С;

- коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м²·⁰С).

,

де і - коефіцієнт теплопередачі від агента сушіння до стінок камери та від стінок камери до оточуючого повітря, Вт/(м²·⁰С);

і - товщина стінок камери та шару ізоляції, м;

і - коефіцієнт теплопровідності стінки камери і ізоляційного матеріалу, Вт/(м³·⁰С).

Якщо ввести позначення

,

де - різниця між надходженням та втратою теплоти в сушильній камері, що припадає на 1 кг випаруваної вологи.

То

.

Таким чином, витрати теплоти на сушіння залежать від питомої витрати сухого сушильного агенту, ентальпії атмосферного повітря і відпрацьованого сушильного агента, а також від надходження і витрати теплоти в сушильній камері.