- •Тепловой баланс конвективной сушилки
- •Удельный расход теплоты в теоретической сушилке:
- •Изображение и анализ основных вариантов сушки на диаграмме j-X .
- •Вариант с промежуточным подогревом воздуха.
- •Реальный процесс сушки на диаграмме Рамзина.
- •Продолжительность сушки(время сушки)
- •Расход греющего пара Gг.П (в кг/c)
- •Конструкции сушилок Конвективные сушилки с неподвижным или движущимся плотным слоем материала
- •Конвективные сушилки с взвешенным слоем материала
- •Сушилки виброаэрокипящего слоя
- •Распылительные сушилки
- •Пневматическая сушилка
- •Вихревые сушилки
- •Циклонные сушилки
- •Сушка с замкнутой циркуляцией высушивающего газа
Продолжительность сушки(время сушки)
Продолжительность сушки при постоянных условиях по воздуху может быть определена по приближенным уравнениям.
Для периода постоянной скорости:
. (11.15)
Для периода линейно падающей скорости:
. (11.16)
Здесь N = - du/d – скорость сушки в первом периоде, выражаемая числом килограммов влаги на 1 кг сухого вещества, испаряемой за 1 с (Минус потому что при сушке количество влаги уменьшается со временем ); uн, uкр, uк, uр – соответственно начальное, критическое, конечное и равновесное влагосодержание материала (считая на сухое вещество).
Практическое время сушки будет больше расчетного приблизительно в 1,5 – 2 раза. Это увеличение будет зависеть от того, осуществляется ли сушка противотоком или прямотоком, достаточно ли полный контакт сушильного агента и высушиваемого материала и т.д.
Общая продолжительность сушки: = 1 + 2.
Кондуктивная (контактная сушка) При кондуктивной сушке теплота передается высушиваемому материалу от греющей поверхности. Температура поверхности влажного материала в этом случае не будет соответствовать температуре мокрого термометра.
Общий расход теплоты на сушку:
Q = Qнагр + Qисп + Qпот ,
где Qнагр – теплота на нагрев влажного материала от начальной температуры до конечной температуры, Вт; Qисп – теплота на испарение влаги, Вт; Qпот – тепловые потери в окружающую среду, Вт.
Теплота на нагрев влажного материала:
Qнагр = Gнcн (tкон – tнач) = (Gкcк + WcW)(tкон – tнач),
где Gн , Gк – соответственно производительность сушилки по влажному (исходному), высушенному (конечному) материалу, кг/с или кг; W – количество влаги, удаляемое из материала, кг/с или кг; cн, cк, cW – удельная теплоемкость исходного, высушенного материала и влаги при средней температуре, Дж/( кг∙К); tнач, tкон – начальная и конечная температура материала, ºС.
Теплота испарения влаги: Qисп = W rw,
где rw – теплота испарения влаги при температуре испарения, кДж/кг.
Тепловые потери в окружающую среду Qпот при расчете выпарных аппаратов принимают в размере 3 – 5% от суммы (Qнагр + Qисп).
Расход греющего пара Gг.П (в кг/c)
Расход греющего пара определяют по уравнению:
,
где i″, i′ – соответственно удельная энтальпия сухого насыщенного пара и конденсата при давлении ргп, Дж/кг; х – паросодержание (степень сухости) греющего пара, х (0,900,99); rг.п – удельная теплота конденсации греющего пара, Дж/кг.
Поверхность сушилки
Необходимая поверхность нагрева сушилки может быть рассчитана по уравнению теплопередачи:
, (11.26)
где К – коэффициент теплопередачи (рассчитывается по специальным формулам для данной конструкции сушилки), Вт/(м2К); tcp = tгп – tW – разность между температурой греющего пара и температурой испарения влаги, К. Для вальцовых сушилок, работающих под вакуумом К = 30 200 Вт/(м2∙К).
Необходимая поверхность нагрева сушилки может быть рассчитана также на основании экспериментальных данных по напряжению сушилки по влаге: , где AW – напряжение сушилки по влаге, (кг испаряемой влаги ) / (м2 поверхностис). – количество влаги, удаляемой в секунду
из материала, кг.