Сушильные установки и агенты

курсовая работа

3.1 Сушка воздухом

Для построения на h - d -диаграмме процесса сушки воздухом предварительно определяют его начальные параметры и в зависимости от времени года и местности. По этим данным на диаграмме находят точку А (рис. 30.2). Для осуществления процесса сушки воздух необходимо подогреть до температуры Т (температура воздуха на входе в сушильную камеру). Эту температуру принимают на 150--250°С выше рекомендуемой технологией температуры сушки, поскольку указанная разность температур между сушильным агентом и поверхностью сушимых изделий характерна для значительного большинства сушил с теплопередачей преимущественно конвекцией. Эта разность температур и создает необходимый для процесса сушки тепловой поток к высушиваемой поверхности. Процесс подогрева на диаграмме изображается прямой линией АВ, параллельной линиям d = const, так как влагосодержание воздуха при подогреве не меняется. Точка В характеризуется температурой сушки или величиной несколько меньшей в случае, если садка загружается в холодную камеру, и тогда учитывается средняя за период температура уходящих газов.

Если в процессе сушки все вводимое в сушило тепло расходовалось бы исключительно на удаление влаги из материала то происходил бы так называемый теоретический процесс сушки, при котором энтальпия сушильного агента неизменна.

Рис. 30.2. Построение на h - d - диаграмме процесса сушки нагретым воздухом.

На h - d - диаграмме он изображен линией ВС, параллельной линиям h=const, проведенной до пересечения в точке С, с изотермой = соnst. Энтальпия сушильного агента (в данном случае воздуха) при теоретическом процессе сушки остается постоянной поскольку тепло 4 затраченное на испарение влаги, возвращается воздуху с водяными парами несущими в себе теплоту испарения. Для определения количества сухого воздуха 4 требующегося дай удаления 1 кг влаги из материала, находят по шкале влагосодержаний разность конечного d2 и начального влагосодержаний воздуха соответствующих началу и концу теоретического процесса сушки а затем подставляют эту величину в выражение (30.2). Точку D, соответствующую величине находят следующим построением. Из точки С проводят линию, параллельную оси абсцисс до пересечения с вертикальной прямой, характеризующей влагосодержание воздуха в начале процесса. Действительный процесс сушки отличается от теоретического тем, что учитывается расход тепла на потери (нагрев высушиваемого материала, транспортирующих устройств, непосредственно сушильной камеры и т. п.). Эти затраты тепла уменьшают энтальпию сушильного агента. Расчет действительного процесса сушки сводится к определению изменения энтальпии и сушильного агента, зависящего от величины тепловых потерь. для построения действительного процесса сушки по h - d - диаграмме предварительно находят величину перечисленных выше потерь, относя их к единице массы (1 кг) испаренной влаги. Потери тепла на нагрев материала qм, отнесенные к Т кг испаренной влаги, находят с помощью выражения, кДж:

, (30.3)

где - масса материала после сушки, кг; - средняя удельная теплоемкость материала, кДж/(кг К); - конечная температура материала, ; - начальная температура материала, .

Потеря тепла на нагрев транспортирующих устройств , отнесенные к 1 кг испаренной влаги, кДж:

, (30.4)

Где -масса транспортирующих устройств, кг; - средняя удельная теплоемкость материала транспортирующих устройств, кДж/(кг*К).

Потери тепла на аккумуляцию камерой сушила ,отнесенные к 1 кг испаренной влаги, кДж:

, (30.5)

Где - масса кладки камеры сушила, кг; - средняя удельная теплоемкость материала кладки камеры, кДж/(кг*К); - средняя начальная и конечная температуры кладки, .

Расчет средних температур по толщине стен обычно выполняют методом конечных разностей. При расчете сушил непрерывного действия потери тепла на аккумуляцию кладкой не учитывают, а рассчитывают потери в окружающую среду через стенки. Неучтенные потери принимают равными 5--10% от величины найденных суммарных потерь (исключая потери тепла на нагрев сушимого материала).

После суммирования величин найденных тепловых потерь находят потери энтальпии, отнеся их к 1 кг сухого воздуха, кДж:

Полученную величину (в масштабе энтальпий) откладывают от точки С по вертикали вниз (отрезок СЕ). точку Е соединяют с точкой В начала процесса сушки. Таким образом, действительный процесс сушки, протекающий с уменьшением энтальпии воздуха, изображается на h-d- диаграмме прямой линией ВЕ. Поскольку процесс сушки заканчивается при заданной температуре уходящего из сушила воздуха , то на пересечении линии с изотермой находят точку С, соответствующую концу действительного процесса сушки и характеризующуюся параметрами воздуха ,,. Проведя из точки С прямую линию, параллельную оси абсцисс до пересечения с прямой АВ () в точке D, находят величину отрезка CD, соответствующего разности влагосодержаний воздуха () в действительном процессе сушки. Подставляя величину () в выражение (30.2), определяют действительное количество сухого воздуха, необходимое для удаления 1 кг влаги из высушиваемого материала. Расход воздуха в объемных единицах можно найти по формуле, м3/кг:

,

где V -- объем влажного воздуха, приходящегося на 1 кг сухого воздуха при атмосферном давлении. При температуре 20°С можно принять = 0,86 м3/кг.

Расход тепла для удаления 1 кг влаги можно найти изменению энтальпии воздуха при его подогреве от до , кДж:

,

Где - разность энтальпий воздуха, соответствующая отрезку АВ; - количество тепла, кДж/кг, испаренной влаги, внесенного в сушило влагой, содержащейся в материале при начальной температуре материала ; с - теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг*К).

Расход тепла на подогрев воздуха за цикл сушки равен, кДж:

.

Делись добром ;)