7.2.4. Прямий нагрів

Високі температури, які необхідні для багатьох сушарок, одержують не шляхом теплообміну з парою, а шляхом безпосереднього спалювання палива в апараті. Температуру повітря на вході регулюють зміною витрати палива при постійній витраті повітря.

Такий спосіб досягнення високих температур в процесі сушіння дещо ускладнює розрахунки додаткового збільшення вологості повітря в результаті безпосереднього спалювання палива в сушарці. При згоранні 1 моля метану, основного компонента природного газу, утворюється 2 молі водяної пари. Це складає 0,4 кг водяної пари на 10 МДж підведеного тепла. Якщо прийняти середню питому теплоємність продуктів згорання рівною 1 кДж/(кг*°С), то із збільшенням температури на кожні 556°С вміст водяної пари на 1 кг повітря зростає на 0,0225 кг. Залежно від кінцевої температури повітря додаткова волога може перевищувати ту її кількість, яка містилася в ньому спочатку.

Оскільки в рідкому паливі (мазуті) міститься менше водню, ніж в природному газі, то й приріст вологи буде меншим - як правило, 0,01 кг на 1 кг сухого повітря при кожному прирості температури на 556° С.

Знаючи вологість продуктів згорання при будь-якій вхідній температурі поступаючого повітря за допомогою рівнянь (7.2) -(7.4) можна точно розрахувати відповідні покази мокрого термометра. У табл.7.2 наведені температури мокрого термометра, що відповідають вже відомій температурі сухого термометра, після спалювання метану в повітрі, що має температуру точки роси 10°С. При вищих температурах вологість навколишнього середовища, як правило, не впливає на температуру мокрого термометра. Більше того, мокрий термометр стає менш чутливим до збільшення вологості при спалюванні палива. Наприклад, при температурі 556°С покази мокрого термометра після спалювання мазуту лише на 0,8°С нижчі за покази мокрого термометра при спалюванні газу. При вищих температурах ця різниця ще менша.

Таблиця 7.2

Температури мокрого термометра при спалюванні метану в повітрі, що має

точку роси 10°С

Оскільки при високих температурах на вході зміни температури мокрого термометра незначні, то при температурі вище за 177°С криві постійної вологості кінцевого продукту (рис.7.9) є прямими лініями. Це робить лінійну систему регулювання точнішою, а також усуває труднощі, пов'язані з внесенням поправок на зміну вологості.

Однією з проблем, що часто зустрічаються, в сушарках прямого обігріву є неможливість правильного вимірювання температури повітря на вході. Вплив випромінювання може призвести до серйозних похибок вимірювання, які змінюються залежно від розміщення давача температури і від структури полум'я. В цьому випадку в систему, зображену на рис.7.10, замість температури на вході вводяться лінійні характеристики витрати палива. Така підстановка припускає, що витрата повітря і температура навколишнього середовища постійні. Хоча насправді це не так, оскільки вплив коливань вказаних параметрів на точність математичної моделі процесу сушіння невеликий. У будь-якому випадку за відсутності точних вимірювань температури на вході дані по витраті палива дозволяють найкращим чином оцінити випарне навантаження досліджуваного апарату.