КАСАТКИН

Dwc cftuiP

-5T=^D“-1F- ^(XV’⁶⁰⁾

Дифференциальное уравнение (XV.60) можно решить, зная закон распределения влажности в материале в начале сушки (начальное уело-, вие) и выражение для плотности потока влаги с поверхности материала в окружающую среду (граничное условие). При задании указанных крае- вых условий (для каждого из двух периодов сушки) уравнение (XV,60) может быть проинтегрировано.

В периоде постоянной скорости сушки влагу можно считать равномерно распределенной по сечению материала, т. е. при т = 0 величина w^z = = const. Кроме того, для этого периода коэффициент влагопроводности D_M и интенсивность • испарения влаги с поверхности материала т также являются постоянными. Интегрируя уравнение (XV,60) для этих условий и заменяя влажность о>^с, выраженную в кг!кг сухого вещества, влажно- стью w, выраженной в %, получают следующее выражение для скорости сушки в первый период:

N = = 4005. _F₌ 3.. _.Укр х, _(XV61)

di О_с. в Tki

где т — интенсивность сушки, которая может быть определена по уравнению (XV,51); G_c. в — масса абсолютно сухого йатернала; F — поверхность испарения; w_x и a»_Kpi началь- ная влажность и первая критическая влажность материала соответственно; т_к1 — продол- жительность сушки за весь первый период при изменении влажности от до w_{Kp v}

Полученное уравнение является уравнением прямой ВС на кривой сушки (см. рис. XV-14). Из него определяется продолжительность сушки за первый период

(XV,62)

^К1 N

или при сушке до некоторой конечной влажности т₂ <4 да_кр1 имеем

(XV,62a)

6)4

Гл. .XV. Сушка

Для периода падающей скорости расчет скорости сушки значительно усложняется вследствие сложной и различной конфигурации кривых скорости сушки (см. рис. ХУ-16). Продолжительность сушки в этот период может быть определена приближенно с помощью коэффициента скорости сушки К_с.

Для расчета К_с используют экспериментальную кривую скорости сушки данного материала, заменяя в ней криволинейный отрезок (соответствующий второму периоду сушки) наклонной'прямой, проводимой из точки ш_р до горизонтального прямолинейного участка, отвечающего периоду постоянной скорости (пунктирная линия на рис. XV-16, а). Верхний конец этой прямой соответствует приведенной критической влажности м_к._п, которой заменяют в первом приближении истинную первую критическую влажность №_кр1.

При этом уравнение кривой скорости сушки'для второго периода может быть представлено в виде

м = — — = Кс (О’к. п — о>р)

где к с — м/^к.п — И'р — коэффициент скорости сушки (/V ■— скорость сушки в первый период).

В результате интегрирования этого уравнения в пределах от ш_к-п до пу_г (конечная влажность материала после сушки) получаем

аь - _гк_л '

О'К. п — Щ

откуда продолжительность сушки за второй период определяется 1-ак:

I Е2>к п — 1 п — И)„

т₂ = 4- 2,3 - = — 2,3 (ш_{к п} - ш_р) ^ (XV,63)

К с Щ — ш_р N • '

Общая продолжительность сушки составляет:

ч-

ХВ)к п ““ *1

■»к. п + 2,3(ш

_к. _п — ш_р)Ш — -— (XV,64)

Шд 1Шр J

Метод расчета продолжительности сушки с использованием коэффициента скорости сушки к_с, предложенный А. В. Лыковым, наиболее распространен. Его достоинство состоит в том, что этим методом приближенно учитываются реальные условия сушки, протекающей во втором периоде при переменном режиме. Более точно изменение состояния сушильного агента в процессе сушки и изменение коэффициента влагопроводности с изменением влажности материала можно учесть, разбивая второй период сушки на несколько этапов и суммируя их продолжительности (рассчитанные тем же методом) для определения времени сушки за весь период.

Предложены также другие приближенные эмпирические уравнения, которые позволяют с той или иной степенью точности рассчитать продолжительность сушки. Их общий недостаток состоит в том, что эти уравнения пригодны только для тех материалов и условий, для которых они были получены. Следует учитывать, также, что использование для расчета процесса сушки экспериментальных данных, полученных для лабораторных образцов, также должно привести к значительным погрешностям при определении продолжительности сушки того же материала в промышленных сушилках. В связи с этим для расчета продолжительности процесса сушки наиболее надежно использовать нормативы, разрабатываемые на основе статистических опытных данных для конкретных материалов и режимов сушки.

Во многих случаях, учитывая сложность определения скорости и продолжительности сушки в различные периоды процесса, рабочий объем конвективных сушилок У_р находят приближенно, пользуясь средней

9. Устройство сушилок

615

опытной величиной напряжения объема сушилки по влаге А [в кг!м^ъ-ч)\ — параметром,' выражающим количество влаги, удаляемой при подобных условиях в единице объема сушильной камеры. При этом рабочий объем сушилки определяется простой зависимостью

№

Ур = ~ (XV щ

где 4/ — масса влаги, удаляемой за весь процесс сушки.

Для некоторых конвективных сушилок (например, ленточных) при расчете размеров рабочей части, на которой располагается материал (например, ленты или другого транспортирующего устройства), часто используют напряжение соответствующей поверхности по влаге А или напряжение по высушиваемому материалу А'. Для определения поверхности нагрева контактных сушилок также применяют величину А.

Yandex.RTB R-A-252273-3
Содержание
Yandex.RTB R-A-252273-4