25.Как определить экспериментально коэффициент массопередачи в противоточном адсорбере со взвешенным слоем адсорбента.

знаем по бюретке сколько накопилось воды. Дано: . По диаграмме Рамзина, зная показатели психрометров (t мокрого и сухого воздуха)=> и парциальное давление водяного пара По формуле Клапейрона:

. По …. Определяем движение частички сорбента, т.е. знаем сколько сорбента за какое-то время подходит . Находим среднюю движущую силу по логарифмической формуле .

26. Сушильные агенты, их основные параметры и связь между ними.

В качестве сушильного агента (источник необходимой для сушки теплоты) используют топочные газы (продукты сгорания углеводородных топлив) или предварительно подогреваемый воздух. Основные параметры: 1. Относительная влажность воздуха – отношение его абсолютной влажности в данном состоянии к абсолютной влажности насыщенного водяным паром воздуха при той же температуре. где - парциальное давление паров влаги в воздухе; - давление паров в состоянии насыщения при той же темпеературе. Предельное состояние насыщенного воздуха соответствует значению 2. Абсолютное влагосодержание воздуха. Это масса водяного пара, приходящаяся на единицу массы сухой части воздуха. Каждому парциальному давлению пара соответствует вполне определенное влагосодержание. 3.Энтальпия влажного воздуха – это количество тепла в воздухе, приходящееся на единицу массы его сухой части. ( ).4.Температура.Температура точки росы ( ) – температура влажного воздуха, при которой он станет насыщенным ( ), если его охладить при постоянном влагосодержании ( ). .

Температура влажного термометра – это температура паровоздушной смеси, которую она будет иметь по достижении насыщенного состояния, если смесь охладить при постоянном значении её энтальпии. Точка 0 – начальный параметр воздуха.

Диаграмму Рамзина можно использовать не только для воздуха, но и для инертных топочных газов.1-смеситель. «+» не нужно нагревать; «-» топочные газы загрязняют.

27.Материальный баланс конвективной сушки. Удельный расход сушильного агента.

1-калорифер; 2-сушилка.

0-1-нагрев воздуха в калорифере; 1-2- в сушилке; После калорифера влагосодержание не меняется: ;Воздух после сушки будет содержать больше влаги: – нагрев воздуха в калорифере. - в калорифере мы нагреваем воздух, но с увеличением температуры энтальпия 1 растет. – т.к. после сушки в воздухе много влаги. Материальный баланс: - расход влажного (высушиваемого) материала ( ); – расход высушенного материала ( ); – расход испаренной влаги; – массовая доля влаги в материале в начале и в конце. На абсолютно сухой материал: - относительная массовая концентрация влаги на материал в начале и в конце

28.Тепловой баланс конвективной сушки. Удельный расход теплоты. Тепловой кпд.

Уравнение теплового баланса процесса конвек-тивной сушки составим для наиболее простой схемы сушильной установки – для так называемого нормального сушильного варианта, в который входит калорифер (К) и сушильный аппарат (С), последовательно проходимые сушильным агентом (рис. 10.5). В калорифере сушильный агент (чаще – воздух атмосферных параметров) получает теплоту (Q_кал) от какого-либо источника теплоты, например от греющего пара.

Уравнение теплового баланса непрерывного процесса сушки составляется для всей установки в целом (контур, представленный на рис. 10.5 пунктиром), для чего приравниваются все входящие в установку количества теплоты (левая часть равенства (10.11)) всем выходящим количествам теплоты (правая часть равенства):

Qкал + LI0 + GнJн + GтрJтр. н + Qдоп = LI2 + GкJк + + GтрJтр. к + Qпот,

(10.11)

где G_тр – масса поступающих в сушилку и выходящих из нее в единицу времени транспортных средств, на которых влажный материал перемещается внутри аппарата (вагонетки, ленточный транспортер и т. п.), кг/с; J_тр. н и J_тр. к – энтальпии транспортных средств на входе и выходе из сушильного аппарата, Дж/кг; Q_доп – теплота, которая может дополнительно вводиться непосредственно в сушильном аппарате, Вт; Q_пот – потери теплоты в окружающую среду, Вт; J_н и J_к – энтальпии материала на входе и выходе из аппарата, Дж/(кг мат.); I₀ и I₂ – энтальпии сушильного агента на входе в калорифер и на выходе из сушилки, Дж/(кг сух. вх); – расход сушильного агента, кг сух. вх/с.

Уравнение теплового баланса (10.11) обычно решается относительно количества теплоты, которое необходимо подводить к сушильному агенту в калорифере Q_кал:

Qкал = L(I2 – I0) + GкJк – GнJн + Gтр(Jтр. к – Jтр. н) + Qпот – Qдоп.

(10.12)

Из соотношения (10.12) следует, что теплота, которая должна быть подведена к сушильному агенту в калорифере, расходуется на повышение энтальпии сушильного агента от I₀ до I₂, на нагрев материала, на нагрев возможных транспортных средств, на компенсацию тепловых потерь в окружающую среду. Теплота Q_доп уменьшает необходимое количество вводимой в калорифере основной теплоты Q_кал.

Обычно при конвективной сушке основным по величине является первое слагаемое уравнения теплового баланса (10.12), которое в неявной форме содержит теплоту, расходуемую на испарение влаги из высушиваемого материала. Тогда, обозначая всю группу оставшихся слагаемых символом , соотношение (10.12) можно переписать в компактном виде:

Qкал = L(I2 – I0) + .

(10.13)

С другой стороны, можно записать тепловой баланс отдельно для калорифера; при этом сделаем предположение о том, что с наружной поверхности калорифера не происходит потерь теплоты в окружающую среду (такое предположение основано на том обстоятельстве, что наружная поверхность хорошо теплоизолированных калориферов обычно много меньше наружной поверхности сушильного аппарата и поэтому потери теплоты Q_пот с поверхности всей установки можно отнести к поверхности только одной сушилки). Тогда подводимая в калорифере теплота полностью расходуется на повышение энтальпии сушильного агента:

Qкал = L(I1 – I0).

(10.14)

Правые части соотношений (10.13) и (10.14) оказываются, таким образом, равными:

L(I2 – I0) +  = L(I1 – I0).

(10.15)

Из выражения  = G_кJ_к – G_нJ_н + G_тр(J_тр. к – J_тр. н) + Q_пот – Q_доп следует, что вполне реальной может оказаться такая ситуация, когда дополнительно подводимая непосредственно в сушилку теплота Q_доп компенсирует затраты теплоты на нагревание материала, на нагревание транспортных средств и на потери теплоты в окружающую среду. Здесь следует еще иметь в виду, что первое и второе слагаемые в выражении для  могут быть близкими по значению, поскольку увеличение энтальпии нагретого высушенного материала (J_к  J_н) частично компенсируется убылью общей массы высушенного материала (G_к  G_н). Кроме того, транспортные средства во многих сушильных аппаратах отсутствуют (см. далее).

Сушильный аппарат, для которого можно принять  = 0, называется теоретической сушилкой. Для такого аппарата из равенства (10.15) следует I₂ = I₁, т. е. в теоретической сушилке энтальпия сушильного агента не изменяется.

На первый взгляд, это кажется не очень понятным, поскольку температура сушильного агента при прохождении им сушильного аппарата уменьшается, а значения энтальпии и воздуха, и пара пропорциональны температуре (см. соотношение (10.3)). Но одновременно с понижением температуры происходит увеличение количества водяных паров (x), приходящихся на 1 кг сухого воздуха, что и компенсирует понижение температуры сушильного агента, сохраняя постоянным значение энтальпии влажного сушильного агента, которая относится к одному килограмму сухой основы воздуха. Иными словами, в теоретической сушилке теплота, отдаваемая сушильным агентом влажному материалу, возвращается в сушильный агент в том же количестве с теплотой испаренной влаги.

При анализе сушильных процессов широко используется понятие удельного расхода теплоты (q), затрачиваемой на испарение одного килограмма влаги из материала, т. е. q = Q_кал/W. Подставляя в это определяющее равенство выражение для Q_кал из общего равенства (10.13), получим

q = Qкал/W = L(I2 – I1)/W + /W = l(I2 – I1) + ,

(10.16)

где l = L/W – удельный расход сушильного агента (см. соотношение (10.10)),  = /W – удельные затраты теплоты на нагревание материала, транспортных средств и на компенсацию теплопотерь, отнесенные к 1 кг испаряемой из материала влаги, Дж/(кг исп. вл.) (для теоретической сушилки  = 0).

При анализе сушильных процессов широко используется понятие удельного расхода теплоты (q), затрачиваемой на испарение одного килограмма влаги из материала, т. е. q = Qкал/W. Подставляя в это определяющее равенство выражение для Qкал из общего равенства (10.13),

получим

q = Qкал/W = L(I2 – I1)/W + Δ/W = l(I2 – I1) + δ

где l = L/W – удельный расход сушильного агента, Δ=δ/W – удельные затраты теплоты на нагревание материала, транспортных средств и на компенсацию теплопотерь, отнесенные к 1 кг испаряемой из материала влаги, Дж/(кг исп. вл.) (для теоретической сушилки Δ = 0). Значение удельного расхода теплоты q характеризует экономичность конкретного процесса сушки. Однако при термической сушке существует физический минимум, ниже которого значение удельного расхода теплоты быть не может. Это связано с величиной удельной теплоты испарения (r, Дж/кг) влаги, удаляемой из материала, поскольку при термической сушке удаляемую влагу как минимум необходимо перевес-

ти из состояния жидкой фазы в фазу паровую. Показателем экономичности процесса термической сушки является термический коэффициент полезного действия (КПД):η = r/q, где удельный расход теплоты на сушку q превышает удельную теплоту испарения влаги r на величину затрат теплоты на нагревание материала, транспортных средств, на потери теплоты с поверхности сушилки в ок-

ружающую среду и на теплоту, теряемую с отходящим из сушилки сушильным агентом. Для теоретической сушилки (Δ = δ = 0) неравенство q > r (т. е. η < 1) также сохраняется за счет отвода теплоты из сушилки с отходящим сушильным агентом, имеющим температуру t2 > t0. Более того, чаще всего в процессах конвективной сушки основные потери теплоты – это потери с отходящим сушильным агентом.