Материальный и тепловой балансы сушки

При сушке испаренная влага из влажного материала переходит в воздух (влагообмен), а тепло из воздуха расходуется на испарение влаги и на нагревание.

Основной характеристикой этих процессов является баланс по влаге и теплу.

Количество влаги, испаряемой из материала W, равно

,

где Q - производительность по сушимому материалу, т/ч; R1 и R2- начальное и конечное разжижение.

С другой стороны количество влаги, поступающее с сушильным агентом (Lx0), плюс количество испарившейся влаги W равно количеству влаги, ушедшей с сушильным агентом:

.

Следовательно, расход абсолютно сухого воздуха на сушку:

. (11.18)

Разделив на W, получим удельный расход воздуха на 1 кг испаренной влаги:

. (11.19)

Тепловой баланс рассмотрим на примере конвективной сушилки с подогревом воздуха калорифером согласно схеме (рис.11.6).

Из схемы (11.6) видно, что тепло подводится в калорифер К1 , установленный перед сушилкой (Q1), и в дополнительный калорифер К2внутри камеры сушилки (в количестве Qд). Тогда с учетом потерь тепла сушилкой в окружающую среду Qnи расходом тепла на нагрев транспортных устройств QT, спомощью которых перемещается материал, статьи расхода и прихода тепла можно представить в следующем виде:

Приход тепла Расход тепла

С наружным воздухом: LJ0 С отработанным воздухом LJ2

С влажным материалом: С высушенным материалом G2CMθ2

с высушенным материалом: G2CMθ1 С транспортным устройством GTCTtTК

с влагой, испаряемой из Потери тепла в окружающуюсреду Qn

материала: WCBθ1

С транспортными устрой-

ствами: GTCTtTН

Подвод тепла в калорифере К1: QК

Подвод тепла в калорифере К2: QД


где G2[кг/ч]- количество высушенного материала; GТ - количество транспортных средств; СM, СВ, СТ - теплоемкость соответственно, материала, воздуха и транспортных средств; θ1 и θ2 - температура материала начальная и конечная; tTH и tTK - температура транспортных устройств начальная и конечная.

При установившемся процессе сушки приход тепла равен его расходу

. (11.15)

Из этого уравнения определяем общий расход тепла на сушку. (QK + QД):

. (11.16)

Разделив обе части последнего равенства на W, получим выражение для удельного расхода тепла на 1 кг испаренной влаги

. (11.17)

Удельный расход тепла во внешнем калорифере K1 можно также представить в виде

. (11.18)

Подставив это значение в предыдущее уравнение, получим

, (11.19)

или

. (11.20)

Тогда уравнение примет вид:

. (11.21)

Величина ∆ выражает разность между приходом и расходом непосредственно в камере сушилки без учета тепла, приносимого воздухом, нагретым в основном калорифере. Величину ∆ - называют внутренним балансом сушильной камеры.



Если значение величины l заменить ее выражением из материального баланса, получим:

. (11.22)

Величина ∆может иметь три значения:

1) ∆ = 0, тогда имеем условие работы теоретической сушилки J2 - J1 = 0 или J1 = 0 и J3= const;

2) ∆> 0, то энтальпия сушильного агента будет повышаться;

3) ∆ < 0, то энтальпия сушильного агента будет понижаться.

По величине ∆ можно оценить теперь отклонения действительной сушилки от теоретической. Значение ∆ используется для построения процесса сушки по J - x диаграмме в действительной сушилке.


3576311300962507.html
3576342449249544.html
    PR.RU™