Промышленность \ Процессы и аппараты химической технологии

Материальный баланс воздушной конвективной сушилки. Тепловой баланс воздушной конвективной сушилки. Конструкции сушилок, страница 4

 BC – при достижении исходной температуры, скорость процесса становится постоянной, температура материала равна температуре мокрого термометра (tМ);

CB – первый период сушки (период постоянной скорости сушки), в этот период происходит удаление свободной влаги с поверхности материала, скорость процесса определяется внешней диффузией, т.е. диффузией влаги (паров) от поверхности материала через пограничный слой воздуха в ядро потока; на скорость процесса существенное влияние оказывает гидродинамическая обстановка в потоке (степень его турбулизации).

 CD - при достижении некоторого значения U`кр начинается второй период; в этот период скорость процесса определяется скоростью внутренней диффузии. На поверхности материала образуются сухие островки, скорость процесса определяется скоростью подвода влаги к поверхности материала и внутренних слоёв в связи в углублением фронта испарения внутрь материала и увеличения длины пути диффузии влаги; на этом этапе происходит удаление связанной (адсорбционной, осмотической, влаги микрокаппиляров) влаги. Процесс заканчивается в точке D при достижении U`р – равновесного содержания влаги в материале с влагосодержанием сушильного агента (сушильный агент больше не может забирать влагу, т.к. сам всегда содержит некоторое её количество). В точке D скорость процесса равна нулю, влагосодержание не меняется (равно константе), tмат-ла = tвозд (сушлиьного агента). В условиях реальных производств равновесия не достигают (его достижение занимает слишком много времени), процесс завершают в точке E.

   Примечания:

   Основное отличие сушки от выпарки заключается в том, что выпарка производится при температуре кипения, а сушка – при более низкой температуре (более мягкие условия).

   Осмотическая влага – влага, содержащаяся в телах биологического происхождения (эта влага содержится, например, в клетках деревьев, и удаляется через полупроницаемую клеточную стенку).

   Прочнее всего удерживается химически связанная влага, для её удаления необходимо прибегать к прокаливанию, обжигу ит.д..

Уравнение кинетики сушки

                                             I Для первого периода сушки

 


   U`кр – такое влагосодержание материала, при котором происходит изменение механизма  процесса и происходит переход ко второму периоду сушки (от внешне диффузионного процесса к внутри диффузионному).

                        II Упрощённое уравнение сушки для второго периода

   В этом случае уравнение сушки приходится упрощать, т.к. учесть все факторы очень сложно

  

                             - здесь мы не учитываем, что содержание 

                               влаги в разное по глубине материала,                                            берётся среднее

 


   Выразим k2 через k, учитывая, что при U` = Uкр скорости процессов равны

                                    

 


                                Общее время сушки:

Конструкции сушилок

   Сушилки могут быть классифицированы по следующим признакам:

  1. по временной организации процесса: периодические, непрерывные
  2. по давлению в сушилке: атмосферные, вакуумные
  3. по способу подвода тепла: контактные, конвективные, специальные
  4. по составу слоя материала: с кипящим слоем, с неподвижным слоем, перемешиваемые
  5. по виду сушильного агента: газовые, воздушные, паровые
  6. по способу подведения тепла и высушиваемого материала:

Скачать файл