7.2.3. Повздовжні сушарки

Існує багато типів повздовжніх сушарок. Повздовжніми сушарками в такому разі називають ті адіабатні сушарки, вологість кінцевого продукту в яких змінюється при його русі від входу до виходу. В такому разі швидкість сушіння змінюється вздовж сушарки залежно від температури повітря і вологості твердого матеріалу.

Математичне моделювання цих сушарок можливе, але для отримання розвозку потрібне застосування ітерацій. Згідно з рівнянням (7.8), диференціальні елементи площі необхідно інтегрувати за температурою і вологістю. Отримані результати потім прирівнюються, щоб задовільнити баланси маси і енергії.

Додаткова складність полягає в тому, що можуть зустрічатися зони сушіння з постійною та падаючою швидкістю і точка переходу з однієї зони в іншу зміщується залежно від вологості початкової сировини. Велика частина повздовжніх сушарок має прямотечійну подачу початкової сировини і сушильного агента, допускаючи високі температури повітря на вході навіть при застосуванні термочутливих матеріалів, внаслідок того, що їх температура обмежується температурою мокрого термометра. Важкі хімічні речовини, цемент, сажа і деякі інші продукти, що є термостабільними і вимагають дуже низького вологовмісту, сушать в протитечії з сушильним агентом.

Сушарки мають найрізноманітніші конструкції. В сушарках, які обертаються, висушуваний матеріал поступово переміщається з одного кінця сушарки в іншій завдяки повільному обертальному руху. Пневмосушарки переміщають дрібнодисперсний або волокнистий матеріал від входу до циклонного сепаратора на виході, де продукт відділяється від повітряного потоку. Пневматичне транспортування твердого матеріалу застосовується також і в деяких типах обертових сушарок. У лоткових обертових сушарках твердий матеріал пересипається ступенево зверху вниз в протитечії з висхідним потоком повітря.

Не дивлячись на те, що розпилюючі сушарки зазвичай не класифікуються як повздовжні, вони характеризуються аналогічними властивостями. Тонкодисперсний початковий матеріал розпилюється назустріч рухомому потоку повітря і досягає дна вже у висушеному стані.

Тунельні сушарки складніші і процеси в них важчі для регулювання. Як правило, вони розділені на ряд зон, через які висушуваний матеріал переміщається стрічковим транспортером. Кожна зона може мати незалежне регулювання температури вхідного повітря, витрати і вологості. Перші зони можуть бути зонами постійної швидкості сушіння. Швидкість транспортера, його завантаження і вологість початкової сировини є змінними. Часто для отримання продукту із заданими поверхневими властивостями або для запобігання твердіння, обумовленого дуже високою швидкістю сушіння, використовують програмне завдання профілів температур на вході. Через велику кількість змінних

характеристик важко рекомендувати єдиний підхід до регулювання процесу в тунельних сушарках.

Не дивлячись на те, що характеристики повздовжніх сушарок істотно відрізняються від характеристик сушарок з псевдозрідженим шаром, для більшості з них можна застосовувати ту ж логіку регулювання вологості кінцевого продукту. Основна відмінність полягає в тому, що в повздовжніх сушарках спостерігається помітніша залежність вологості кінцевого продукту від зміни температури і вологості початкової сировини. У спрощеній моделі, яка є достатньо точною, здійснюється заміна експоненціального множника рівняння (7.12) функцією вологості початкової сировини (humidity of initial feed), якщо

Для такої сушарки значення можна визначити шляхом підстановки

проектних значень всіх характеристик в рівняння (7.17).

Вологість початкової сировини, як правило, не вимірюється, але її можна оцінити за рівнянням теплового балансу. Інтенсивність теплообміну з врахуванням фізичної і питомої теплоти можна записати у вигляді:

де F - масова витрата висушеного сухого матеріалу в сушарці. Розв'язавши це рівняння відносно одержимо:

При підстановці (7.19) в (7.17) отримаємо вираз, що містить квадрат

Це рівняння можна розв'язати відносно вибраних значень.

Температура повітря на виході яка необхідна для підтримання вологості кінцевого продукту на рівні 13%, є ланкою отримання необхідної програми

регулювання температури повітря на виході для збереження вологості кінцевого

продукту на рівні . У табл.7.1 наведені значення які відповідають певним робочим умовам в типових сушильних агрегатах.

Аналіз значень, наведених в табл. 7.1, показує, що значення які

відповідають постійній витраті початкової сировини, відрізняються від значень, які відповідають його постійній вологості. Так, для умов зміни температури повітря на вході в інтервалі значень 180 - 150°С при витраті 100%:

Проте, при тому ж перепаді температур, але при вологості початкової сировини рівній 36%:

Велика крутизна кривих сушіння характерна для сушарок з псевдозрідженим шаром, які практично нечутливі до коливань вологості початкової сировини, тоді як для повздовжніх сушарок, що працюють при постійній витраті сировини, характерні пологіші криві. Саме цим обґрунтовується необхідність повторного градуювання системи для розпилюючої сушарки.

Вхідними параметрами слідкуючих систем регулювання повздовжніх сушарок є температура і витрата початкової сировини:

Для сушарки, дані якої наведені в табл.7.1