Если в процессе сушки все вводимое в сушило тепло расходуется исключительно на удаление влаги из материала, то такой процесс называют теоретическим процессом сушки, который протекает при постоянной энтальпии сушильного агента. На hd –диаграмме (рис.1) он изображен прямой линией ВC¢, которая проводится параллельно линиям постоянной энтальпии Н = const до пересечения в точке С ¢ с изотермой Тк = const. Энтальпия сушильного агента при теоретическом процессе сушки остается постоянной, поскольку тепло, затраченное на испарение влаги, возвращается воздуху с водяными парами, несущими в себе скрытую теплоту парообразования.
Рисунок 1 – Построение на hd диаграмме процесса
сушки нагретым воздухом
Для расчета количества сухого воздуза lтеор по формуле (1), требующего для удаления из материала 1 кг влаги, по шкале влагосодержаний находят конечное d2 и начальное d1 = dн влагосодержания воздуха, соответствующие началу и концу теоретического процесса сушки. Отрезок (d2 и d1) можно заменять отрезком (D¢ - С¢ ), измеренным в миллиметрах и умноженным на масштаб. Точку D¢ находят следующим построением. Из точки С¢ проводя линию, параллельную оси абцисс до пересечения с вертикальной прямой, характеризующей влагосодержание воздуха в начале процесса.
Действительный процесс сушки отличается от теоретического тем, что учитывается расход тепла на потери разного рода: аккумуляцию тепла высушиваемым материалом, транспортирующим устройством, сушильной камерой. Для построения действительного процесса сушки по Hd диаграмме предварительно определяют потери, относя их к единице массы испаренной влаги.
Потери тепла на нагрев материала qm равны:
qm = (Мм . См(tкм – tнм)) / mвл, где Мм - масса материала после сушки, кг; См – средняя теплоемкость, кДж/(кг.К); для песчано-глинистых смесей может быть принята равной 0,837 кДж/(кг.К). -tнм – tкм начальная и конечная температуры материала, °С; mвл - масса удаленной влаги, кг.
mвл = Мвл .((Wн-Wк)/(100- Wк)),
где mвл - масса влажного материала, кг; Wн-Wк - начальная и конечная относительная влажность материала, %.
Потери на нагрев транспортирующх устройств:
qтр = (Мтр. Стр(tктр – tнтр)) / mвл, где qтр - потери тепла на нагрев материала, кДж/кг; Мтр - масса транспортирующих устройств, кг; tнтр – tктр - начальная и конечная температура транспортирующих устройств.
Потери тепла на аккумуляцию кладкой qак учитываются для сушил периодического действия.
qак = (Мкл. Скл(tкср – tнср)) / mвл, где Скл - средняя теплоемкость материала кладки камеры, кДж/(кг · К);
tкср–tнср -средняя конечная и начальная температура кладки, 0С.
Для нахождения средних температур по толщине стен используют метод конечных разностей.
Неучтенные потери принимают равными 5 - 10 % от значения найденных суммарных потерь, исключая потери тепла на нагрев сушимого материала.
Потери энтальпии определяют по формуле:
hпот = Σqп / lт,
гдеhпот - потери энтальпии воздуха, кДж/кг; lт - теоретический расход сухого воздуха, определенный по формуле (I), кг/кг; Σqп : qм + qтр + qак - суммарные потери тепла, кДж/кг.
Полученное значение потерь энтальпии hпот складывают на hd -диаграмме от точки С' по вертикали d2 = const вниз (отрезок С'Е). Точку Е соединяют с точкой В начала процесса сушки. Таким образом действительный процесс сушки изображается на диаграмме прямой ВЕ и протекает с уменьшением энтальпии воздуха. Так как процесс сушки заканчивается при заданной температуре уходящего из сушила воздуха Тк, то на пересечении линии ВЕ изотермой Тк находят точку С, соответствующую концу действительного процесса сушки, характеризующегося параметрами воздуха dк , tк ,hк. Проведя из точки С прямую линию, параллельную оси абсцисс, до пересечения с прямой АВ(dн = const) в точке D' , находят отрезок СD1, соответствующий разности влагосодержаний воздуха (dк – dн) в действительном процессе сушки. Подставляя значение (dк – dн) в выражение ( I ), определяют действительное количество сухого воздуха, необходимого для удаления 1 кг влаги из высушиваемого материала.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.