ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сушка в фильтрующем слое из "Инженерные методы расчета процессов получения и переработки эластомеров" Примечание. Толщина слоя крошки при 110 ° С составляет 0,04 м. а при 120 °С 0,03 м. [c.146] Коэффициент В для исследуемых каучуков равен 1,13—1,39, причем с увеличением скорости теплоносителя от 1 до 3 м/с он снижается от 1,39 до 1,13. [c.146] Определив а,,, или с помощью критериев подобия Ни, или Нит, можно рассчитать скорость сушки, т. е. количество влаги, испаряющейся с 1 поверхности крошки каучука за единицу времени. [c.146] Из уравнений (4.22) и (4.23) получим зависимость между скоростью испарения и скоростью теплоносителя, из которой видно значительное влияние скорости теплоносителя, что связано с увеличением коэффициентов тепло- и массоотдачи (табл. 4.3). [c.146] Коэффициент теплоотдачи при сушке влажных материалов на 10—30 % больше коэффициента теплоотдачи при сушке сухих материалов [31, 32]. Для стереорегулярного изопренового каучука соотношение этих коэффициентов при влагосодержании материала соответственно 65 и 1,5 % равно 10,4, а блок-сополимера бутадиена со стиролом при влагосодержании соответственно 160 и 2 % составляет 8,4. [c.146] Определение продолжительности сушки при переменных режимах осложняется тем, что параметры теплоносителя и высушиваемого каучука изменяются в довольно широких пределах. [c.147] Сушка перегретым паром. При использовании в качестве сушильного агента перегретого пара разность парциальных давлений между поверхностным слоем влажного материала и агентом не может рассматриваться как движущая сила процесса сушки. [c.148] Если при сушке воздухом под разностью парциальных давлений понимали разность давлений паров влаги, то в перегретом паре его парциальное давление равно полному давлению. В то время как при полном насыщении воздуха паром процесс сушки прекращается, сушка в перегретом паре продолжается до тех пор, пока перегретый пар не перейдет в насыщенный. После этого начнется его конденсация со всеми недопустимыми с точки зрения требований к сушке последствиями. [c.148] Для определения факторов, которые могли бы явиться движущей силой переноса влаги при сушке перегретым паром, необходимо исходить из общих законов массопереноса, основанных на представлении о том, что движущими силами в этом случае являются градиенты химического потенциала и общего давления [35]. Химический потенциал обусловливает молекулярный перенос влаги. Однако ряд сопровождающих массоперенос явлений, таких как фазовые и химические превращения на поверхности материала, усложняют действительную картину процесса массопереноса. [c.148] Для математического описания процессов массопереноса при сушке перегретым паром целесообразно использовать критериальные зависимости теплового подобия. Следует отметить, что с увеличением относительной влажности воздуха отношение диффузионного критерия Нуссельта к тепловому уменьшается и при Ф= 100 % приближается к единице [36]. [c.148] О — коэффициент диффузии I — определяющий размер ц, — химический потенциал М — молекулярная масса р — давление пара. [c.149] В периоде постоянной скорости сушки влага из макрокапилляров (пор) по микрокапиллярам поступает к поверхности частиц каучука и испаряется. Одновременно происходит испарение влаги и с поверхности мениска крупных макрокапилляров. К концу периода постоянной скорости сушки влага из капиллярного состояния переходит в канатное вблизи зоны испарения. Период постоянной скорости сушки заканчивается, когда влаги, поступающей к поверхности каучука в зоне испарения, будет недостаточно для поддержания постоянной скорости сушки. [c.150] Второй период характеризуется уменьшением скорости сушки и повышением температуры слоя материала. Скорость сушки уменьшается по сложной кривой, имеющей точку перегиба при влагосодержании около 8,5% (второе критическое влагосодержание). [c.150] В периоде падающей скорости сушки перемещение влаги происходит в макрокапиллярах, при этом по мере испарения воды продолжается замещение ее паром. В микрокапиллярах влага, находящаяся в канатном состоянии, распространяется из зоны испарения в глубь капилляров, что ведет к снижению подвода влаги к зоне испарения и полностью прекращается при достижении каучуком второго критического влагосодержания. Начиная с этого момента, капилляры будут заполнены влагой, находящейся в капиллярно-разобщенном (стыковом) состоянии, в результате чего прекратится поступление жидкости к поверхностным слоям каучука. Испарение влаги происходит в капиллярах, и пар диффундирует по капиллярно-пористой системе в окружающую среду. Такое перемещение влаги происходит до окончания процесса сушки. Скорость сушки при этом обусловливается скоростью диффузии пара к поверхности частиц. Температура слоя каучука в периоде падающей скорости достаточно быстро увеличивается и к концу процесса практически достигает температуры сушильного агента. Анализируя кривую изменения скорости сушки, можно заметить, что она аналогична кривым сушки капиллярно-пористых коллоидных материалов. Характер кривой позволяет судить о формах связи влаги с каучуком. За период прогрева и постоянной скорости сушки до точки первого критического влагосодержания удаляется влага смачивания, содержащаяся в каучуке сверх гигроскопической влаги. Участок кривой скорости сушки между точками, соответствующими первому и второму критическим влагосодержаниям, характеризует содержание влаги в капиллярах, а участок кривой между точками, соответствующими второму критическому равновесно.му влагосодержанию — содержание адсорбционно-связанной влаги. [c.150] Как следует из кинетических кривых сушки, наиболее трудно удалить адсорбционно-связанную влагу. На удаление этой влаги затрачивается примерно половина времени, необходимого для проведения всего процесса. [c.150] При увеличении скорости потока теплоносителя через слой и давления в рабочей камере (при постоянных температуре водяного пара 170 °С и высоте слоя 30 мм) продолжительность сушки сокращается в меньшей степени, чем при увеличении температуры особенно для периода падающей скорости сушки (рис. 4,8 и 4.9) Кинетика сушки в фильтрующем слое. Экспериментально были определены значения скорости сушки в периоде постоян ной скорости и коэффициенты сушки в периоде падающей ско рости (табл. 4.5). [c.151] Л — кривые изменения влагосодержания / — Л — температурные кривые. [c.152] Следует отметить, что сушка крошки бутадиенового каучука с высоким начальным влагосодержанием (W 40 %) в фильтрующем слое высотой больше 40 мм затруднена. Это объясняется тем, что слой каучука превращается по мере высыхания в сплошную пористую массу, сушка которой происходит неравномерно, с оплавлением поверхностных слоев частиц. [c.153] Вернуться к основной статье