63.Существующие понятия влажности материала, определение количества воздуха и тепла, идущего на испарение влаги.

Влажность материалов выражают или в весовом, или в объемном отношении. Проникание воды в материал может происходить в итоге разных физико-химических явлений: а) поглощения воды сорбцией; б) смачивания материала при соприкосновении его с жидкостью (капиллярное всасывание, капиллярная диффузия); в) проникания пара в материал из окружающего его воздуха (паропроницание); г) хим действий. Поглощение воды сорбцией. Материал, находящийся на открытой площадке, через некое время впитывает воду из воздуха. Явление это именуется сорбцией, которая зависит от влажности окружающего воздуха, температуры и физических параметров материала. При наибольшей сорбционной насыщенности материала предстоящее поглощение паров из воздуха прекращается и начинается капиллярная конденсация воды в материале. Количество воды в материале конструкций при данных относительной влажности и температуре воздуха именуется сорбционным влагосодержанием..

Влажность — показатель содержания воды в физических телах или средах.

Кол-во воздуха и тепла затрачиваемая на испарение влаги

L – расход сушильного агента, W – производительность сушилки

- удельный расход воздуха

- удельный расход теплоты

64. Тепловой баланс абсорбции. Температура абсорбента.

В случае неизотер­мической абсорбции при растворении газа в жидкости температура ее повышается вследствие выделения теплоты. Для технических расчетов пренебрегают нагреванием газа и считают, что вся теплота идет на нагрев жидкости. При изотермической абсорбции и температуре t_H поступающего в абсорбер поглотителя линия равновесия изображается кривой OD (рис. 16-3). Если же температура абсорбента в процессе абсорбции изменяется, то линия равновесия будет располагаться выше, и действительная линия равновесия при переменной температуре изоб­разится кривой АС.

Если известна температура t при данном составе, то можно найти ординату У* некоторой точки О' на кривой равновесия, соответствую­щую составу X. Для этого нужно составить уравнение теплового баланса для част абсор­бера, расположенной выше некоторого произвольного сечения с текущими значениями концентрации жидкости и газа X и У соответственно:

Q_аб=q_дL(X-X_н)=Lc(t-t_н)

где q_д- дифференциальная теплота растворения газа. кДж/кмоль; L- расход аб­сорбента, моль/с;

с- теплоемкость жидкости. кДж/(кмоль-К): е температура жидкости в данном сечении. К;

t_н - начальная температура жидкости, К.

Тогда

t=t_H-(q_д/c)(Х-Х_н)

С помощью уравнения задаваясь рядом произвольных значений X в интервале между заданными концентрациями Х_н и Х_к определяют температуры t и затем по справочным данным находят соответствующие значения У* и строят линию равновесия (по точкам О₁, 0₂ и т.д.).

65.Тепловой баланс сушилки, работающей на воздухе с паровым подогревателем.

Для испарения влаги и проведения совместно с сушкой других термических процессов к материалу необходимо подвести тепло. Его можно подводить различными способами в зависимости от способа сушки. Если на основании опытных данных известен режим процесса, то из теплового баланса можно определить расход тепла на суппсу и расход соответственно топлива, электроэнергии, пара. Суммарный расход теплоты в сушилке

СуммаQ = Q_исп+Q_м+Q_п+ Q_г+ Q_д+ Q_т

Q_исп Q_м -расход теплоты соответственно на испарение влаги и нагревание материала; Q_n и Q_г, потери теплоты соответственно в окружающую среду и с отходящими газами; Q_д расход теплоты на дегидратацию, разрушение энергии связи с материалом и другие эндотермические процессы; Q_т, расход теплоты на нагревание дополнительно вводимых сред (пара, сжатого воздуха и транспортных средств.

Для непрерывно действующих сушилок рассчитывают часовой расход теплоты, для сушилок периодического действия расход теплоты на один цикл сушки. Расход теплоты (в кДж/ч) на испаре­ние жидкости

Q_исп = W(Н_n-Н_ж),

на испарение воды

Q_исп = 4,19W(595 + 0,49t_г-тетта1,),

где Н_п~ энтальпия перегретого пара жидкости при температуре отходящих газов; Н_ж энтальпия жидкости при начальной температуре материала; t_г -температура отходящих газов. К; Тетта1-начальная температура материала, К.

Расход теплоты на нагревание высушенного материала (в кДж/ч):

Q_м= G2 с_м (тетта2-тетта1).

где тетта₂ температура материала, уходящего из сушильной камеры. К; с_м- теплоем­кость высушенного материала, кДж/(кг • К).

Потери теплоты сушилкой в окружающую среду (в кДж/ч):

Q_n = KF_nc(t-t₀),

где К- коэффициент теплопередачи через стенку сушилки; F-наружна я поверх­ность сушилки; t-средняя температура в сушилке, К; t₀-температура окружающей среды, К..

Теплоизоляцию сушилки подбирают с учетом того, чтобы тем­пература наружной стенки не превышала 40-50 °С (313-323 К). До определения максимальной поверхности сушилки можно прибли­женно принять удельные потери теплоты в окружающую среду q_п = 125 /420 кДж на 1 кг испаренной влаги в зависимости от влажности материала (меньшую величину принимают для высоко­влажных материалов).

Потери теплоты с отходящими газами составят

Q_г = LH₂,

где Н₂—энтальпия отходящих газов при температуре t₂ и влагосодержании х₂.

При расчете сушилок часто приходится учитывать дополни­тельное количество воздуха L_ДОП, который поступает в сушилку через загрузочное отверстие и другие неплотности. Обычно прини­мают

Расход теплоты на дегидратацию и другие эндотермические процессы (в кДж/ч)

Q_д = q_дG2,

где q_д - средняя удельная теплота дегидратации, отнесенная к 1 кг готового (сухого) продукта.

Расход теплоты на нагревание дополнительно вводимых сред и устройств Q_т определяют по известным соотношениям теплового баланса с учетом конкрет­ных конструктивных особенностей сушилки.