Конвективная сушка влажных материалов

В процессах конвективной сушки влажный материал получает теплоту от сушильного агента. Эта теплота расходуется только на испарение влаги, поскольку температура влажного материала после того, как он относительно быстро прогрелся до температуры мокрого термометра, далее не повышается, пока влага, поступающая из внутренних зон капиллярно-пористого материала, смачивает его наружную поверхность [c.575]

Термическая сушка представляет собой весьма сложный процесс совместного переноса массы и теплоты внутри и вне капил-лярно-пористых материалов, сопровождающийся фазовым переходом влаги из жидкого и адсорбированного состояния внутри влажного материала в паровую фазу. Теплота, необходимая для испарения влаги, при конвективной сушке передается вначале от потока горячего сушильного агента к наружной поверхности материала. Затем теплота переносится внутри капиллярно-пористого материала за счет двух элементарных механизмов теплопроводности и конвекции (см. гл. 3), т. е. вследствие образующегося градиента температуры по толщине материала и за счет возникающего в процессе сушки перемещения жидкой и паровой фаз влаги внутри пористой структуры. По сравнению с относительно простыми задачами теплообмена, рассматриваемыми в гл. 3, здесь кондуктивный поток теплоты (см. закон теплопроводности (3.1)) распространяется параллельными потоками как по твердой основе (скелету) капиллярно-пористого материала, так и по влаге, заполняющей в форме жидкой и паровой фаз пространство пор. Оценка конвективных потоков теплоты (см. формулу (3.2)) здесь также существенно затруднена тем обстоятельством, что значения скоростей перемещения жидкой и паровой фаз по капиллярам не являются заданными величинами, но сами представляют собой функции происходящего сложного процесса сушки. [c.569]

При контактной сушке тепло, необходимое для испарения, берется от горячей поверхности, которая соприкасается с влажным материалом. В этом случае передача тепла наиболее эффективна, так как она осуществляется кондуктивным путем без промежуточных термических сопротивлений. Интенсивность процесса сушки в первом периоде увеличивается на один-два порядка по сравнению с интенсивностью при конвективной сушке. Влажный материал, прижимаемый к греющей поверхности под некоторым давлением, прилипает к горячей поверхности, обеспечивая интенсивную передачу тепла. При высоких наблюдалось прилипание контактного слоя к греющей поверхности, что является результатом плотного соприкосновения материала с нагретой поверхностью и показывает невозможность образования промежуточной паровой прослойки при сушке капиллярнопористых тел. [c.305]

Высушиваемый материал при любом методе сушки находится в контакте с влажным газом (в большинстве случаев воздухом). При конвективной сушке влажному газу (являющемуся сушильным агентом) принадлежит основная роль в процессе. Поэтому изучение свойств влажного газа необходимо при рассмотре[[ии процессов сушки и их расчетах. [c.584]

Удаление влаги из материала при сушке согласно основным положениям массопередачи осуществляется следующим образом. Влага из толщи влажного материала перемещается к поверхности раздела фаз за счет массопроводности. От поверхности раздела фаз влага передается в ядро газового потока за счет конвективной диффузии. Как было показано А. В. Лыковым, процесс массопроводности во влажном теле подчиняется следующему закону [c.421]

Практически при любом способе сушки влажный материал находится в контакте с окружающей средой, которая выполняет роль субстанции, эвакуирующей пары влаги, выделяемые сохнущим материалом. При конвективной сушке внешняя среда является также теплоносителем, от которого влажный материал получает тепло. Наиболее распространенными сушильными агентами являются воздух, продукты сгорания того или иного топлива. [c.236]

В большинстве случаев промышленной сушки влажный материал имеет непосредственный контакт с той средой, которая отводит от наружной поверхности материала пары удаляемой из него влаги. При конвективной сушке горячий сушильный агент одновременно служит и подводящим теплоту теплоносителем, а в процессах контактной, радиационной и диэлектрической сушки поверхность материала может обдуваться относительно небольшим количеством воздуха, назначение которого состоит лишь в эвакуации поступающих из высушиваемого материала паров. Исключением является сушка, проводимая под значительным разрежением (вакуумом), когда образующиеся пары влаги откачиваются из зоны сушки непрерывно работающим вакуум-насосом. [c.549]

Какими основными величинами характеризуются влажный, высушенный материал и воздух, подаваемый при конвективной сушке [c.215]

Основой для выбора способа и режима сушки всегда являются свойства высушиваемого материала. Оптимальный режим должен обеспечивать высокое качество получаемого продукта при минимальном расходе тепловой и других видов энергии и при достаточной интенсивности процесса. Когда свойства материала это допускают, устанавливают высокую температуру газообразного теплоносителя, что обеспечивает интенсивную сушку. Обычно при конвективной сушке материал и газ перемещаются в одном направлении, т. е. сушилка работает при прямоточном режиме. При этом температура газа на входе в сушилку может быть высокой, даже при обработке термически малоустойчивого материала, так как в первый период сушки с постоянной скоростью температура достаточно влажного материала не может превысить температуры мокрого термометра, т. е. материал не перегревается. В зоне сушки с падающей скоростью материал соприкасается с газом, температура которого снизилась. [c.360]

Наиболее простое предположение о поведении высоковлажного материала в процессе его конвективной сушки заключается в том, что жидкость может относительно свободно перемешаться внутри пористой структуры тела, которое практически не создает сопротивления процессу массопереноса. При этом испарение жидкости происходит только на наружной поверхности материала, а удаляемая в процессе сушки влага без затруднений подводится к поверхности испарения из внутренних зон материала при исчезающе малом градиенте влагосодержания. Считается, что скорость процесса испарения влаги с наружной поверхности полностью определяется количеством тепла, подводимого к наружной границе материала. Температура влажного материала полагается постоянной по его толщине и равной температуре мокрого термометра, соответствующей параметрам окружающей среды. Таким образом, скорость удаления влаги из материала (скорость сушки) может быть определена путем деления количества подводимого тепла на величину теплоты парообразования [c.255]

Получение информации о кинетике сушки и нагреве влажных материалов обычно не представляет экспериментальных трудностей, если при контакте с образцом сушимого материала параметры среды (температура и влагосодержание) практически не изменяются в процессе опыта. Это не сложно организовать при конвективной сушке материалов, наружная поверхность которых не на столько велика, чтобы представлять собой существенный сток тепла для сушильного агента. При этом параметры сушильного агента можно считать практически неизменными. [c.264]

Методы сушки влажных материалов, используемые в промышленности, различаются главным образом способом подвода тепла и обусловлены физико-химическими свойствами этих материалов, а также формой их связи с влагой. Наиболее распространенным является метод конвективной сушки, который характеризуется непосредственным контактом высушиваемого материала с потоком нагретого газа (воздуха, топочных газов). Последний сообщает тепло для испарения влаги, одновременно поглощая и унося с собой образовавшиеся пары. Процесс протекает преимущественно при атмосферном давлении. [c.637]

Удаление влаги из материала при сушке, согласно основным положениям массопередачи, осуществляется следующим путем. Влага из толщи влажного материала (рис. 16.13) перемещается к поверхности раздела фаз за счет массопроводности. От поверхности раздела фаз влага передается в ядро газового потока за счет конвективной диффузии. [c.408]

Условие конвективного теплообмена на поверхности влажного материала в пределах периода убывающей скорости сушки для случая Е = 0 имеет следующий вид [c.317]

Коэффициент 8 выше для материала, содержащего большее количество влаги, поэтому такой процесс выгоден для сушки больших предметов. Тепло образуется главным образом во влажных местах. Температура довольно равномерна по всему предмету (в противоположность конвективной сушке). Поэтому здесь отсут- [c.658]

По способу подвода теплоты к высушиваемому материалу различают следуюш ие виды промышленной сушки 1) конвективная сушка, при которой влажный материал получает теплоту от горячего сушильного агента (обычно топочные газы или горячий воздух), непосредственно обдувающего поверхность высушиваемого материала одновременно сушильный агент выполняет роль среды, которая эвакуирует от наружной поверхности материала образующиеся пары влаги 2) контактная сушка, в процессе которой высушиваемый материал находится на горячей поверхности и получает необходимое количество теплоты непосредственно от нее 3) радиационная лучистая) сушка, при которой поверхность материала получает необходимую энергию в форме электромагнитного излучения (обычно инфракрасного диапазона длин волн) источником излучения служат нагретые поверхности 4) диэлектрическая сушка - энергию на испарение влаги материал получает от высокочастотного электромагнитного поля, генерируемого специальной электрической схемой при этом существенно, что влажный материал всегда представляет собой диэлектрик ввиду диэлектрических свойств самой воды. [c.548]

Результаты опытов по кинетике сушки обычно представляют в виде графических зависимостей влагосодержания (и) и температуры (9) исследуемого материала от времени сушки. Характерный вид такого рода кривых сушки и нагрева влажного материала в процессе его конвективной сушки при постоянных параметрах сушильного агента представлен на рис. 10.15. [c.576]

Предыдущие сведения о кинетике процесса сушки относились к постоянным внешним условиям. Для конвективной сушки это означает постоянные значения скорости движения, температуры и влагосодержания сушильного агента. Такие условия, однако, сравнительно редко реализуются в промышленной практике. Объясняется это тем, что температура сушильного агента уменьшается по мере отдачи им теплоты влажному материалу. Кроме того, по ходу сушильного агента увеличивается его влагосодержание за счет поступления паров удаляемой из материала влаги. Скорость движения сушильного агента обычно изменяется в меньшей степени по сравнению с его температурой это происходит лишь за счет уменьшения удельного объема газовой среды по мере снижения ее температуры. [c.582]

Если теплопередача к влажному твердому материалу осуществляется путем теплопроводности через горячую поверхность, а конвекция при этом ничтожно мала, температура поверхности твёрдого вещества будет ближе к точке кипения жидкости, чем к температуре мокрого термометра. В этом случае скорость сушки значительно выше, чем при конвективной сушке горячим воздухом, имеющим ту же температуру, что и греющая поверхность. Этим методом пользуются в сушилках непрямого действия (стр. 514), где материал соприкасается с горячей поверхностью, часто при энергичном перемешивании. [c.502]

Анализ полей влагосодержания и температуры приводит к заключению, что механизм переноса тепла и влаги при контактной сушке тонких материалов коренным образом отличается от механизма тепло- и массообмена при конвективной сушке. Причины этого следует искать как в особенностях процесса передачи тепла непосредственным соприкосновением влажного материала с греющей поверхностью, когда достигаются большие скорости нагревания и испарения, так и в структуре сушимого капиллярнопористого тела. [c.304]

При конвективной сушке пограничный слой воздуха у поверхности влажного материала насыщается водяным паром и в пределе парциальное давление водяного пара в пограничном слое будет Рнас Из этого пограничного слоя влага диффундирует в окружащий воздух, поскольку существует разность давлений Ар = Рнас — Рп, где Рп — парциальное давление водяного пара в горячем воздухе. [c.418]

Процесс обезвоживания вещества путем перевода содержащейся в нем воды в парообразное состояние при помощи тепла, которое подводится к влажному материалу, называется сушкой. Существуют два основных способа сушки (рис. 88) непосредственным соприкосновением сушильного агента с влажным материалом — конвективная сушка и нагреванием влажного материала теплоносителем через стенку, проводящую тепло — контактная сушка. [c.251]

Если влажный материал (w > шг) поместить в среду нагретого сухого воздуха (Фп < t pn > рс), то вследствие большего давления паров воды над поверхностью материала, чем в воздухе, происходит массообмен с окружающей средой. Одновременно количество тепла, необходимое для фазового превращения воды, будет подводиться путем конвекции от среды к материалу (конвективная сушка). [c.61]

Несколько отличный способ был разработан Л. Ф. Янкеле-вым [42]. Влажный материал нагревают в герметически закрытом аппарате. В результате частичного испарения жидкости в аппарате постепенно повышается давление. В некоторый момент происходит сброс давления — выпуск пара. Тепло к материалу передается от нагретой поверхности. В этом случае также часть влаги удаляется механическим путем в жидком виде. При сушке таким способом прочность теплоизоляционных материалов увеличивается больше, чем при обычной конвективной. Сушку и термическую обработку теплоизоляционных материалов проводят по графику многократного (примерно 10 раз) подъема и сброса давления. [c.300]

На рис. Х1У-4, а показана сушильная установка, используемая для сушки минеральных солей смесью топочных газов и воздуха. Сушильный аппарат имеет круглое сечение, представляя собой два усеченных конуса, сложенных малыми основаниями. В месте стыка усеченных конусов расположена опорно-распределительная решетка, на которой размещается псевдоожижеиный слой высушиваемого материала. Последний подается ленточным транспортером в бункер, а оттуда через питатель и весовой дозатор — на свободную поверхность псевдоожиженного слоя. Под опорно-распределительную решетку подается под напором газовая смесь, получаемая в топке и камере смешения, которая является одновременно ожижающим агентом и теплоносителем для конвективной сушки зернистого материала. Высушенный материал отводится из нижней зоны слоя через питатель на транспортер и доставляется к месту назначения. Отработанные газы, пройдя через циклон и батарейный циклон или рукавный фильтр, отсасываются вентилятором и выбрасываются в атмосферу. Осажденные мелкие частицы материала поднимаются элеватором и присоединяются к потоку влажного материала. Заметим, что расширение корпуса аппарата кверху имеет своей целью уменьшить унос мелких частиц за счет понижения скорости газового потока. Сушилка может, разумеется, работать не только на газовой смеси, но и на нагретом воздухе. [c.645]

В процессах конвективной сушки высушиваемый материал всегда находится в непосредственном контакте с сушильным агентом, содержащим некоторое количество паров влахи, уже имеющейся в исходном воздухе (хо), и дополнительное количество влаги, поступившее в агент из высушиваемого материала. При контакте с влажным сушильным агентом материал в принципе не может быть высушен до абсолютно сухого состояния, поскольку даже за достаточно длительное время контакта (сушки) с влажной средой капиллярно-пористый материал лишь асимптотически стремится к влагосо-держанию, равновесному с окружающей его средой (в данном случае с сушильным агентом). [c.214]

Конвективная сушка — это сушка влажного материала в потоке горячего воздуха или топочного газа. Горячий газ при этом выполняет две функции является теплоносителем и влагоноси-т лем. [c.407]

Чирко М. С. и др. Математическая модель конвективной сушки влажного зернистого материала в высоком плотном слое. Минск АН БССР, Редколлегия ИФЖ Деп. 2881—83. [c.113]

Недостатками этого способа сушки являются большая требовательность к герметизации и соответствующее усложнение конструкции сушилки, значительная поверхность калорифера, для того чтобы получить необходимый перегрев паров, и более высокая температура (и давление) греющего пара. Вследствие этого в ряде случаев необходимо применение высокотемпературных теплоносителей и, кроме того, в некоторых случаях более высокая температура материала в процессе сушки может ухудшить его структурно-механичеокие свойства. Однако опыты по сушке древесины при повышенных температурах и влажностях сушильного агеита показали, что по сравнению с конвективной сушкой влажным воздухом сушка идет значительно быстрее и кратковременный нагрев древесины до ПО—120° С незначительно сказывается на снижении прочности древесины. Продолжительность сушки сосновых дощечек толщиной 8 мм при температуре сушильного агента 130—160° С, влажности 90% и скорости его относительно материала 3 м1сек составляла 2—3 ч. [c.78]

Второй период сушки — период уменьшающейся скорости — характеризуется тем, что процесс лимитируется массопроводностью внутри влажного материала, а конвективная диффузия паров жидкости от поверхностп раздела фаз в ядро газового потока не оказывает существенного влияния на процесс сушки. [c.428]

При конвективной сушке сушильный агент передает материалу тепло и уносит влагу, испаряющуюся из материала за счет этого тепла. Таким образом, сушильный агент играет роль тепло- и влагоносителя. При прочих методах сушки находящийся в конктакте с материалом влажный газ (обычно воздух) используется лишь для удаления испарившейся влаги, т. е. выполняет роль влагоносителя. [c.584]

Сушка рулонных материалов на сушильных барабанных машинах лвляется одним из наиболее эффективных методов сушки. Этот вид сушки представляет собой сочетание контактной сушки материала на поверхности греющих барабанов и конвективной сушки в пространстве между барабанами. Поскольку механизм сушки влажных материалов на сушильных барабанных машинах значительно сложнее, чем механизм конвективной сушки, исследование данного процесса традиционными методами наталкивается на ряд затруднений. В результате этого, для расчета барабанных машин в настоящее время используются уравнения полуэмпирического типа, включающие в себя значительное количество эмпирически определяемых параметров, число и численные значения которых меняются даже при незначительных изменениях конструкции сушильных машин. Этим объясняется также и то обстоятельство, что для данного процесса до сих пор не определены коэффициенты массоотдачи для 1-го и 2-го периодов сушки, отсутствие которых затрудняет анализ и поиск скрытых резервов повышения эффективности процесса сушки. [c.63]

В уравнении (5.17) первое слагаемое правой части выражает поток тепла внутри влажного материала за счет теплоироводности. Последнее слагаемое соответствует внутреннему источнику (стоку) тепла за счет выделения тепла при конденсации пара или расходования тепла при локальном исиарении жидкости. Конвективный перенос тепла жидкой и паровой фазами внутри капиллярно-пористых тел при сушке оказывается пренебрежимо малым. Таким образом, для определения нестационарных полей влагосодержания и температуры внутри капиллярно-пористопэ влажного тела необходимо анализировать систему дифференциальных уравнений (5,16) и (5.17), которые при постоянных значениях коэффициентов переноса будут иметь вид [c.244]

Некоторые свойства влажных материалов. Удаление влаги из материала при его конвективной сушке можно представить как сочетание двух последовательных процессов 1) диффузии влаги изнутри частицы материала на ее поверхность и 2) диффузии влаги с поверхности частицы в поток сушильного агента (воздуха, других газов). На характер и скорость протекания этих процессов, помимо метода и режима сушки, оказывают большое влияние механические и физико-химические свойства высушиваемых материалов, предопределяющие форму связи влаги с ними. Форма этой связи определяется затратой энергии на отрыв 1 моль влаги от абсолютно сухого вещества при определенном его влагосодер-жании. По величине затрачиваемой энергии различают четыре формы связи влаги с твердыми веществами химическую, адсорбционную, капиллярную и осмотическую. [c.664]

Второй период сушки характеризуется тем, что процесс лимитируется массонроводностью внутри влажного материала, а конвективная диффузия паров жидкости от поверхности раздела фаз в поток теплоносителя не оказывает на него существенного влияния. В этом периоде давление паров жидкости над поверхностью испарения непрерывно уменьшается и зависит от влажности, температуры и размера частиц. Температура же высушиваемого материала постепенно возрастает и достигает температуры теплоносителя t , когда парциальное давление паров испаряемой жидкости над поверхностью частрщ становится равным ее парциальному давлению в окружающей среде, т. е. когда процесс сушки прекращается и влагосодержание материала достигает некоторой величины W . [c.190]

На основе-этого принципа С. Г. Романовским был предложен метод сушки в переменном магнитном поле частоты промышленного переменного электрического тока. Суть метода состоит в том, что сушильная камера представляет собой большой соленоид, в который помещают влажный материал вместе с железными или стальными сетками. В случае сушки древесины этот принцип реализуется так. В сушильной камере обычного туннельного типа по ее периферии укладывается обмотка из алюминиевых шин. В зависимости от режима эта обмотка однослойная, а на некоторых участках — двухслойная. По обмотке пропускается промышленный ток (50 гц). В результате внутри камеры создается переменное магнитное поле. В камеру на вагонетках помещаются доски, проложенные железными сетками (ферромагнитные нагреватели). Доски чередуются с железными сетками, как в слоеном пироге . Железные сетки нагреваются, а тепло от этих сеток передается древесине путем теплопроводности, поскольку доски плотно прилегают к сеткам. Одновременно тепло частично передается конвекцией. Получается типичная кондуктивно-конвективная сушка. Воздух в сушильной камере нагревается и одновременно служит влагоносителем. В отличие от сушки конвекцией нагрев материала происходит равномерно по всему сечению камеры (каждая доска нагревается от железной сетки равномерно по всей ее длине). Скорость нагрева легко регулируется за счет изменения силы тока в обмотке соленоида. [c.331]

При конвективной сушке сушильный агент передает материалу теплоту и уносит влагу, испаряющуюся из материала за счет этой теплоты, т. е. играет роль тепло- и влагоносителя. При прочих методах сушки находящийся в соприкосновении с материалом влажный газ выполняет роль только влагоносителя. Влажный газ является обычно смесью сухого воздуха и водяного пара, поскольку в большинстве случаев из высушиваемых материалов удаляется вода, хотя возможно удаление и других жидкостей (спиртов, углеводородов) и др. [c.189]

Вопросы для повторения. 1. Что называется процессом сушки 2. Какие. Основные виды сушки применяются в химической промышленности, и в чем нх различие 3. Что называется относительной влажностью, влагосодержанием и теплосодержанием влажного воздуха 4. Какие основные параметры влажного воз-. духа нанесены на (/—-диаграмму 5. Какими основными величинами характеризуются влажный, высушенный материал и воздух, подаваемый при конвективной сушке 6. Какие задачи могут быть решены с помощью /—Х)-диаграМ мы 7. Чем характеризуется процесс теоретической сушки 8. Из каких основных элементов состоит конвективная сушилка 9. От чего зависит скорость сушки и в каких единицах она выражается 10. Какие основные типы сушилок применяются в химической промышленности 11. Как устроены и для каких материалов применяются туннельные сушилки 12. В чем преимущества и недортатки камерных сушилок 13. Каким образом осуществляется перемещение материала в ленточных многоярусных сушилках 14. Для каких материалов применяются петлевые сушилки 15. Чем объясняется широкое применение барабанных суши.ток для сушки продуктов в крупнотоннажных производствах 16. В чем основное преимущество сушилок с кипящим слоем 17. В каких сушилках,целесообразно сушить жидкие, легкоразлагающиеся продукты 18. В чем преимущества и недостатки вакуум-сушилок 19. На каких принципах основана работа специальных типов сушилок [c.206]

Во второй период сушки перенос тепла в сухой области тела осуществляется истинной теплопроводностью. Перенос тепла через сухой слой аналогичен переносу тепла ппи конвективной сушке во второй период. Во влажной области тела, помимо истинной теплопроводности, свой вклад в перенос тепла вносит и конвективная теплопроводность, обусловленная парообразованием. происходящим в зоне перемеп1аюп1егося фронта испарения, и переносом жидкости. Расчет плотности потока тепла а в этом случае производится по основному уравнению кинетики процесса сушки (см, 8-5)- Плотность потока тепла п. переносимого через влажную область материала, можно рассчитать по экспериментальным данным и значению ц. использовав выражение (4-1-16 ), в котором для этого случая — температура поверхности испарения. [c.77]