1.2.2.3 Расчет конвективных сушилок с однократным использованием горячего воздуха

 

         Количество удаляемой из материала влаги (рисунок 1.68) определяется по формуле:

,                                                (1.148)

 

где    - количество исходного материала,

          - количество высушенного материала.

 

 

1 – сушилка, 2 – основной нагреватель, 3 – вентилятор,

4 – дополнительный подогреватель (калорифер)

 

Рисунок 1.68 Принципиальная схема конвективной сушилки

 

         Величина удаленной влаги можно определить как разность количества влаги в исходном материале и конечном продукте:

 

,                                     (1.149)

 

где    - начальная и конечная влажность на общую массу материала.

 

         Количество абсолютно сухого материала в процессе сушки не меняется:

        .                  (1.150)

Откуда:

.                                         (1.151)

 

Из уравнения материального баланса:

 

.                                    (1.152)

 

 

         Тогда количество удаляемой влаги равно:

 

.                        (1.153)

 

         При задании влажности на сухую массу количество удаленной влаги можно определить по формуле:

 

.                        (1.154)

 

Баланс влаги в конвективной сушилке (рисунок 1.68):

 

.                    (1.155)

 

         В теоретическом процессе принимается, что подсосы в сушилке отсутствуют:

.                                   (1.156)

 

         Тогда из уравнения баланса влаги:

 

.                           (1.157)

        

Расход сухого воздуха на 1 кг испаренной влаги:

 

                    (1.158)

 

         Расход тепла на 1 кг испаренной влаги (тепло, подведенное в основном подогревателе):

 

                 (1.159)

 

         При исследовании теоретического процесса сушки принимается, что потери тепла в окружающую среду  отсутствуют и на нагрев транспортных средств  и самого материала  тепло не расходуется ().

Тепловой баланс теоретической сушилки в этом случае записывается в виде:

 

,                            (1.160)

где        - тепло, подведенное в основном подогревателе.

 

         Уравнение показывает, что в теоретической сушилке процесс испарения влаги является адиабатным (рисунок 1.69):

 

                                           (1.161)

 

 

 

Рисунок 1.69 – Рабочие процессы в теоретической конвективной сушилке

 

         Расход тепла в основном подогревателе на испарение 1 кг влаги равен:

 

,                     (1.162)

где       - конечная энтальпия сушильного агента;

            - начальная энтальпия сушильного агента;

         - начальная и конечная степень сухости сушильного агента;

                   - начальная и конечная энтальпия водяных паров.

 

Уравнение можно преобразовать, если принять условие :

 

(1.163)

где         -тепло, затраченное на испарение 1 кг влаги;

              - потери тепла с сушильным агентом;

                - потери тепла с начальной влажностью сушильного агента (транзит влаги).

 

         В действительной сушилке имеют место дополнительные потери и подвод тепла, поэтому . В этом случае удельный расход тепла на 1 кг испаренной влаги равен:

 

,                (1.164)

 

где         - тепло, затраченное на нагрев материала;

            - тепло, израсходованное на нагрев транспортных средств;

             - потери тепла в окружающую среду;

            - количество дополнительно подведенного тепла в калорифере;

           - физическое тепло влаги, вводимой с материалом.

 

         Уравнение 1.164 может быть представлено в виде:

 

.                      (1.165)

 

         Количество потерянного или дополнительно подведенного тепла Δ на 1 кг испаренной влаги можно найти из выражения:

 

             (1.166)

 

         Возможны 3 случая протекания процессов в действительной сушилке:

а) Δ = 0.

         Тепловые потери компенсируются дополнительно подводимым теплом:

.                                (1.167)

 

         В этом случае реальный процесс совпадает с теоретическим адиабатным процессом:

 

 или                        (1.168)

 

 

 

б) Δ< 0

         Дополнительно подводимое тепло не покрывает тепловые потери:

 

                                (1.169)

 

         В этом случае энтальпия сушильного агента будет уменьшаться:

                                          (1.170)

 

         в) Δ> 0

         Дополнительно подводимое тепло превышает тепловые потери, что ведет к росту энтальпии сушильного агента:

 

                                          (1.171)

 

 

         Для случая с потерями тепла (Δ < 0) процессы, протекающие в действительной сушилке, изображены на рисунке 1.70.

 

Рисунок 1.70 – Реальные процессы в действительной конвективной сушилке

 

         Реальный процесс строится в Н-d диаграмме следующим образом.

1.   Строится теоретический процесс :

·        АВ – процесс нагрева воздуха в основном подогревателе;

·         – теоретический процесс сушки.

2.   Из точки  опускается линия  = .

3.   Точка  соединяется с точкой В.

4.   В точке пересечения изотермы с линией  находится конечная точка С.

 

         Действительный расход воздуха (сушильного агента) равен:

 

.                                     (1.172)

 

         В соответствие с этим:

.                           (1.173)

 

 

наверх

назад