ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет поверхности тепло- и массообмена и габаритных размеров сушильной камеры из "Процессы и аппараты химической технологии Часть 2" Для определения габаритных размеров сушилки необходимо рассчитать поверхность материала, через которую происходит перенос теплоты и испарение влаги, или соответственно длительность сушки материала. [c.249] Продолжительность сушки зависит от условий подвода теплоты к материалу и от миграции влаги и теплоты внутри тела. В одном случае доминирующим фактором является внешний тепло- и массообмен, в другом, наоборот, все зависит от интенсивности протекания процесса переноса теплоты и массы внутри тела, когда значительны градиенты температуры и влажности внутри материала. Для этих двух случаев следует рекомевдовать различные методы инженерных расчетов сушильного аппарата. [c.250] Расчет для материалов с небольшим внутренним сопротивлением переносу теплоты и массы. Сушка таких материалов протекает при малых значениях критерия Био (практически Bi 1), когда градиентами температуры и влажности внутри тела в первом приближении можно пренебречь. Сюда можно отнести сушку тонких листовых материалов (ткань, бумага, кожа), волокнистых продуктов (вата, хлопок, пенька) и различных дисперсных материалов, высушиваемых в ленточных, барабанных, распылительных и других сушилках. Однако следует заметить, что в каждом конкретном случае необходимо учитывать влияние на условия процесса форм связи влаги с материалом и режима сушки. [c.250] Уравнение (21.129), строго говоря, справедливо при расчете первого периода сушки, а для второго периода сушки-только для случая высушивания непористых материалов. [c.250] Движущую силу процесса можно представить как произведение некоторого переменного коэффициента П, характеризующего гидродинамический режим в сушильной камере, и потенциала (средней движущей силы) переноса теплоты At p и массы Ар р. [c.250] Естественно, реальные аппараты занимают промежуточное положение, а в ряде случаев гидродинамический режим в них близок к той или другой теоретической модели (например, в пневматической и аэрофонтанной сушилках режим близок к МИС). Для этих аппаратов П 1, а Л Л ср и Лр Лрср. В каждом конкретном случае коэффициенты П можно определить, если известна структура потоков в аппаратах. Сушильные камеры работают по принципу прямотока, противотока и перекрестного тока материала и сушильного агента. [c.251] При конвективном подводе теплоты и однократном использовании сушильного агента температура мокрого термометра изменяется мало, поэтому давление насыщенных паров определяют по начальным параметрам газа. [c.252] Расчет среднего потенциала переноса теплоты и массы по приведенным выше уравнениям не вызывает затруднений, если известны законы изменения температуры и давления паров на поверхности испарения. Температуру и влагосодержание сушильного агента можно найти с помощью уравнения (21.53) на //-х-диа-грамме. [c.252] Трудности возникают при определении давления паров жидкости у поверхности в период падающей скорости сушки, так как эта величина начинает зависеть не только от температуры, но и от влажности материала = Дн , 0). При небольшом изменении температуры материала давление паров может измениться значительно и стать соизмеримым с величиной давления паров в сушильном агенте. [c.252] Отметим одно важное обстоятельство. Абсолютное изменение температуры материала, как правило, невелико по сравнению с температурой сушильного агента и соответственно по отношению к среднему температурному напору. Поэтому расчет сушильных процессов по уравнениям теплообмена с соответствующими поправками будет более прост и точен по сравнению с расчетами по массообменным уравнениям. [c.252] Для сушильных установок, в которых реализуется прямоток, в приближенных инженерных расчетах можно допустить линейную зависимость температуры материала от его влагосодержания (рис. 21-12). При этом принимают, что при равновесном влагосодержании температура материала равна температуре газовой фазы, выходящей из сушилки, т. е. [c.252] Тогда в периоде постоянной скорости сушки (н — и р) для расчета Л ср используют уравнение (21.133), а в период падающей скорости (н-кр — Ур)-соотношение (21.138). [c.253] Таким образом, зная величины П, Д р, а и LQ, по уравнению = (бисп + бм)/( 0 рассчитывают поверхность испарения f. [c.253] Для сушилок с известной и легко регулируемой длительностью сушки (ленточные, туннельные, камерные) поверхность теплообмена материала следует определять раздельно для первого периода f и для второго т. е. [c.253] Из балансовых уравнений можно определить поверхность тепло-и массообмена при переменных режимах, которые встречаются в реальных сушилках. Эти уравнения были решеш, при допущениях (достаточно грубых), что градиенты влажности и температуры внутри тела равны нулю, а теплофизические свойства сушильного агента и тела постоянны. [c.254] Пусть имеется прямоточная сушилка (рис. 21-14), в которой высушиваемый материал (на тележках) и воздух движутся прямоточно с известными начальными (Xj, Wj) и конечными (Xj, h н з) параметрами. Кроме того, заданы расход абсолютно сухого газа L, расход влажного Gi и высушенного Gj материала, температура мокрого термометра и критическое влагосодержание материала Wjp. При этом количество сухого воздуха, проходящего через сушилку, не меняется (L= onst). [c.254] Количество испаряющейся влаги dW = Ldx % G Aw , а элементарная поверхность dF = F,dx. [c.255] Расчет для материалов с большим внутренним сопротивлением переносу теплоты и массы. В процессе сушки грубодисперсных материалов с большим внутренним сопротивлением переносу теплоты и массы (малые коэффициенты температуропроводности и диффузии) и с высокой интенсивностью внешнего тепло- и массообмена (большие значения кретерия Био) наиболее рационально рассчитывать сушильные установки, определяя продолжительность сушки по соответствующим соотношениям (см. методы расчета, основанные на кинетике сушки). В этом случае процесс, как правило, протекает в периоде падающей скорости сушки (первый период рассчитывают по методике, описанной выше). [c.256] По методике А. В. Лыкова принимают линейную зависимость скорости сушки ( 1н / 1т) от влагосодержания т. е. кривая сушки представляет собой экспоненту. [c.256] скорость сушки прямо пропорциональна количеству удаляемой из тела влаги (w — w ). При этом в первом приближении можно принимать (доказано экспериментально) и = 1,8/wi. [c.257] Вернуться к основной статье