🗊Презентация Сушка. Тепловой баланс сушилок. (Лекция 6)

Сушка (окончание) Тепловой баланс сушилок

mн– количество влажного материала, поступающего в сушилку, кг/с mн– количество влажного материала, поступающего в сушилку, кг/с mк – количество высушенного материала, кг/с; W – количество, испаряемой влаги, кг/с; Cм – удельная теплоемкость высушенного материала, Дж/кг К; Cв – удельная теплоемкость влаги, Дж/кг К; tн - температура материала на входе в сушилку, °С; tк – температура материала на выходе из сушилки, °С; L – количество абсолютно сухого воздуха, кг/с .

Учтем нагрев транспортных средств (например, транспортер, вагонетки и т.п.). Учтем нагрев транспортных средств (например, транспортер, вагонетки и т.п.). mтр – масса транспортных устройств; Cтр – удельная теплоемкость их материала, Дж/кг К; tтрн – температура транспортных устройств на входе в сушилку, °С; tтрк – температура транспортных устройств на выходе из сушилки.

При установившемся процессе сушки тепловой баланс выражается равенством: L i0+mк Cм tн +WCв tн+mтрCтр tтрн +Qк+Qд= =L i2 + mкCмtк + mтрCмрtтрк +Qпот. (1) Из этого уравнения можно определить общий расход тепла на сушку (Qк +Qд): Qк+ Qд =L(i2 –i0) + mкCм(tк – tн)+mтрCтр(tтрк - tтрн) −WCв tн + Qпот. (2)

Разделив обе части полученного равенства на W , получим выражение для удельного расхода тепла (на 1 кг испаренной влаги): qк + qд = l(i2 – i0)+ qм + qтр −Cвtн + qпот (3) Удельный расход тепла в основном калорифере можно представить в виде: qк=l(i1 – i0). Подставляя qк в выше записанное уравнение, находим l(i2 – i1)= qд+Свtн - qм - qmp - qпот. (4)

Обозначив правую часть уравнения Δ: Обозначив правую часть уравнения Δ: (qд+Свtн) – (qм - qmp - qпот)=∆ (5) получим:l(i2 – i1)= ∆, или (6) Величина Δ выражает разность между приходом и расходом тепла непосредственно в камере сушилки без учета тепла, приносимого воздухом, нагретым в основном калорифере. Величину Δ называют внутренним балансом сушильной камеры, он может быть положительным и отрицательным.

Нормальный действительный процесс сушки на i-х- диаграмме Рассмотрим построение процесса сушки на i-х - диаграмме. Сделаем построение для случая, когда Δ > 0 (приход тепла больше чем расход). Сначала построим график теоретического процесса для заданных условий работы сушилки (линии ABC).

Графический расчет действительного процесса сушки

При Δ > 0 состояние воздуха в сушильной камере изменяется не в соответствии с линией BC, а по какой-то линии, лежащей выше этой линии и имеющей начало в точке B, например, в соответствии с линией BC1. При Δ > 0 состояние воздуха в сушильной камере изменяется не в соответствии с линией BC, а по какой-то линии, лежащей выше этой линии и имеющей начало в точке B, например, в соответствии с линией BC1. Если воздух выходит из сушилки при одной и той же относительной влажности, то теплосодержание его в точке C1 больше чем в точке C.

Согласно (6): и Согласно (6): и но отсюда

Графический расчет действительного процесса сушки

Графический расчет действительного процесса сушки При заданных условиях сушки строим линии теоретического процесса Через произвольную точку e на линии BC проводим линию eF и измеряем eF (в мм). По формуле определяем eE (в мм): Ее=∆•еF•n, где n=Mi / Mx – соотношение масштабов теплосодержания и влагосодержания. 3. Откладываем eE и через точки B и E проводим линию действительного процесса BC1. 4. Аналогично находим линию действительного процесса сушки при Δ < 0.

Удельный расход воздуха: Удельный расход воздуха:

Варианты сушильного процесса 1) Сушилка с подогревом воздуха в сушильной камере

Процесс в сушилке с подогревом внутри камеры. Теплота может сообщаться воздуху не только в подогревателе, но также частично в сушильной камере. Крайним случаем будет, когда вся теплота вводится в сушильную камеру (линия АС). Между двумя крайними положениями линий сушки (ВС и АС) могут быть расположены линии процессов с последовательно увеличивающимся количеством теплоты, вводимой в подогреватель.

2) Сушилка с многократным промежуточным нагреванием воздуха Схема сушилки с многократным промежуточным подогревом воздуха (а) и изображение процесса на i-x диаграмме(б)

Воздух, отработанный в первой камере, направляется в первый промежуточный подогреватель; подогретый воздух поступает во вторую сушильную камеру и т.д. Воздух, отработанный в первой камере, направляется в первый промежуточный подогреватель; подогретый воздух поступает во вторую сушильную камеру и т.д. Вертикальные отрезки АВ1, С1В2, С2В3 и С3В4 изображают подогрев в основном и в трех промежуточных подогревателях, когда воздух, выходящий из камер, имеет температуру t и Δ=0. Удельный расход воздуха в этой сушилке будет 1/(i2-i0), а удельный расход теплоты q=(i2-i0) / ( x2 – x0).

3) Сушилка с частичной рециркуляцией отработанного воздуха Схема сушилки с возвратом отработавшего воздуха (а) и изображение процесса на i-x диаграмме (б)

По сравнению с сушкой при однократном проходе воздуха, для этого варианта характерны пониженная температура воздуха при сушке tc вместо tк, повышенное начальное влагосодержание xc вместо xн и большая линейная скорость газа в сушилке. Эти параметры зависят от кратности смешения n=l/L. По сравнению с сушкой при однократном проходе воздуха, для этого варианта характерны пониженная температура воздуха при сушке tc вместо tк, повышенное начальное влагосодержание xc вместо xн и большая линейная скорость газа в сушилке. Эти параметры зависят от кратности смешения n=l/L. Расходы теплоты будут одинаковы как и в сушилке без циркуляции. Однако этот процесс обеспечивает мягкий режим сушки.

4) Сушилка с частичной рециркуляцией отработанного воздуха и промежуточным нагревом Эта сушилка является сочетанием описанных выше вариантов. Для нее характерны: пониженная температура воздуха, повышенное начальное влагосодержание и относительная влажность воздуха, большая линейная скорость газа в сушилке за счет увеличения количества циркулирующего воздуха в сушилке.

Конструкции сушилок Самостоятельно изучить следующие конструкции сушилок: конвективные; туннельные; ленточные; шахтные; с псевдоожиженным слоем; вибросушилки; барабанные; вальцовые; распылительные; сублимационные; терморадиационные.