1. Теоретичні основи

Сушка – процес видалення вологи з матеріалу у вигляді вторинної пари шляхом підведення тепла.

Видалення вологи з твердих і пастоутворюючих матеріалів дозволяє здешивити їх транспортування, додати їм необхідні властивості (зменшити злежуваність матеріалу), запобігти окислювальному процесу, зменшити корозію апаратури і трубопроводів при зберіганні або подальшій обробці цих матеріалів.

За своєю фізичною сутністю сушка є складним дифузійним процесом, швидкість якого визначається швидкістю дифузії вологи з глибини висушуваного матеріалу в оточуюче середовище.

Якщо матеріал знаходитися у контакті з вологим повітрям, то принципово можливо два процеси:

- сушка (десорбція вологи з матеріалу) при парціальному тиску пари над поверхнею матеріалу р_м, що перевищує його парціальному тиск в газі р_н, тобто р_м>р_н;

- зволоження (сорбція вологи матеріалом) при р_м<р_н.

В процесі сушки наступає стан динамічної рівноваги, де швидкість видалення вологи рівна швидкості сорбції вологи, якому відповідає критична вологість матеріалу, звана рівноважною вогкістю, р_м=р_н;

П.А. Ребиндер запропонував наступні форми зв'язку вологи з матеріалом:

- хімічна, де волога міцно пов'язана з матеріалом в певних (стехіометричних) співвідношеннях і може бути видалена тільки при нагріванні матеріалу до високих температур або в результаті проведення хімічної реакції;

- фізико-хімічна, де зв'язок об'єднує два види вологи, відмінних міцністю зв'язку з матеріалом: адсорбційної і осмотично зв'язаної;

- фізико-механічна, де зв'язок вологи з матеріалом підкоряється Ван-Дервальсовим силам (вільно зв'язана волога – поверхнева).

За способом підведення тепла до висушуваного матеріалу є наступні види сушки: контактна, конвективна, радіаційна, діелектрична, сублімація.

Вивчення процесу сушки проводиться на конвективній сушарці (рис.1)

1 – корпус; 2 – електродвигун; 3 – редуктор; 4 – вентилятор; 5 – перфорована обертаюча тарілка; 6 – діафрагма; 7 – дифманометр; 8 – засувка; 9 – психрометри; 10 – нагрівальний елемент; 11 – коробка для підключення нагрівального елемента; 12 – прилад для вимірювання температури термопарою; 13 – термопара; 14 – циркуляційна труба; 15 – панель підключення сушарки.

Рисунок 1 - Конвективна сушарка

2. Опис установки

Повітря подається в електричний калорифер вентилятором 4, що проводиться в робочий стан електродвигуном 2 через редуктор 3. Витрата і швидкість руху повітря регулюється засувкою 8, що виміряється діафрагмою 6 з дифманометром 7. Електричний калорифер підключається до мережі зірочкою в спеціальній коробці 11. Висушуваний матеріал встановлюють на обертаючу перфоровану тарілку 5, що приводиться в обертання електродвигуном 2 через редуктор 3.

Температура повітря перед сушаркою вимірюється термопарою 13, підключеною до вимірювального приладу 12.

Для вимірювання відносної вогкості і температури повітря до і після сушильної камери встановлені психрометри 9.

3. Методика проведення роботи

1. Підготувати вологий матеріал для сушки.

2. Визначити вагу вологого матеріалу, G_н

3. Прогріти всю установку до стійкого режиму.

4. Встановити підготовлений вологий матеріал на перфоровану обертаючу тарілку і засікти час.

5. Закріпити установку.

6. Періодично заміряти вагу висушуваного матеріалу протягом 0,5 години через кожні 10 хвилин. Потім через 5 хв до постійної ваги, G_к.

7. Дослід закінчується після того, як припинилася знижуватися маса матеріалу.

8. Результати досліду заносять в звітну таблицю.

№ п.п.	Час, τ, с	Маса матеріалу		W	u	u'
		Gn	Gk
1	τ0
2	τ1
3	τ2
-	-
n	τn

Параметри	розмірність	кількість
1.Маса бюксу, Gтр	кг
2. Маса матеріалу, що висушується, Gn	кг
3. Маса матеріалу, що висушується, Gк	кг
4. Температура матеріалу, що висушується, θn	°С
5.Температура матеріалу, що висушується, θк	°С
6. Температура бюксу до сушки, t	°С
7. Температура бюксу після сушки, t	°С
8. Поверхня сушильної камери, F	м^2
9. Температура стінки сушильної камери, tст	°С