Методические указания по выполнению лабораторной работы «Изучение кинетики сушки», страница 2

                                С                        А

                            

 

                          II                      I

 

 0           W^c_p                                                          W^c        

             Рис.2. Кривая скорости сушки.

Весь цикл процесса сушки состоит из нескольких стадий. В начальной стадии материал подогревается и растет интенсивность испарения. Продолжительность стадии прогрева по сравнению  с длительностью процесса сушки, как правило, невелика и при расчетах не учитывается.

При достижении материалом  температуры, равной температуре мокрого термометра, давление паров влаги над материалом достигает давления насыщенных паров жидкости и остается постоянным до тех пор, пока влажность материала не станет равной его гигроскопической влажности (область 1).

В первый период сушки остаются постоянными  скорость и температура сушки.

Кинетический закон для этого периода выражается уравнениями:

f(P_нас – Р)τ

или

U=β_xf(x_нас –х)τ

Где U – количество испаренной влаги, кг;

f– поверхность фазового контакта, м²;

x_нас, х – соответственно влагосодержание насыщенного воздуха при температуре поверхности материала и действительное влагосодержание воздуха, ;

β_х, β_р – коэффициенты массоотдачи ;

P_нас, Р – давление паров влаги над материалом и в воздухе, Па.

При влажности поверхности материала ниже гигроскопической давление паров влаги над ним уменьшается, и скорость сушки начинает падать, а температура материала повышаться (область II). Переход периода постоянной скорости сушки в период падающей скорости (второй) характеризуется точками С и W^с_к, называемыми критическими. В этот период характер изменения скорости сушки и температуры материала зависят от его внутренней структуры и формы связи влаги с материалом. При достижении равновесного влагосодержания материала давление паров влаги над материалом становится равным давлению паров влаги в среде и сушка прекращается.

Кинетический закон для второго периода в упрощенном виде запишется:

,

где  К – коэффициент сушки, с^-1;

    - влагосодержание материала в данный момент времени τ,  ;

    - равное влагосодержание материала, .

Коэффициент сушки можно определить по формуле:

,