Расчёт сушилки по I-d диаграмме

При графо-аналитическом расчёте сушилки по I-d диаграмме удельный расход сушильного агента  l и тепла в калорифере q_к определяют после построения процесса сушки. Для построения теоретического и действительного процессов сушки необходимо знать состояние наружного воздуха (параметры t₀ и ?₀), температуру газа на входе в сушилку t₁и один из параметров теплоносителя на выходе из сушилки t₂ и ?₂.

Основные варианты процесса сушки в I-d диаграмме представлены на рисунке 1.

На рисунке 1а приведены схема и теоретический процесс сушки при дополнительном подводе тепла к сушильной камере. Процесс характеризуется ломаной линией АВС (АВ - подогрев воздуха до температуры t₁; ВС - процесс сушки). Расход воздуха и тепла в кг на 1 кг влаги в простой калориферной сушилке можно определить по формулам:

и

где M_d - масштаб влагосодержаний;
      m - M_I/M_d - масштаб диаграммы; AB и DC в мм.

При подогреве воздуха до более низкой температуры (сушка с дополнительным подогревом) процесс сушки изображается ломаной АВ'С. Для этого процесса расход воздуха определяют по формуле (1), а расход тепла в ккал на 1 кг влаги в калорифере по уравнению:

Расход дополнительного тепла в сушилке в кг на 1 кг влаги:

Общий расход тепла в сушилке рассчитывают по формуле (2).

Процесс сушки дымовыми газами характеризуется только линией сушки ВС, так как период подогрева в этом случае отсутствует.

В сушилке с промежуточным подогревом воздуха (рис. 1б) можно вести процесс при более низкой температуре теплоносителя. Сушилка делится на ряд зон-камер, через которые последовательно проходит материал. В каждой камере происходит обычный процесс сушки, представленный на диаграмме рис. 1а.

Основные варианты сушильного процесса в I-d диаграмме: а - с дополнительным подогревом; б - с промежуточным подогревом; в - с рециркуляцией; 1 - калорифер; 2 - дополнительный подогреватель; 3 - сушилка

Процесс сушки в такой сушилке по I-d диаграмме изображается ломаной АВ'C₁B"C₂B'''C (рис. 1б), где отрезки AB', C₁B", C₂B''' характеризуют процесс подогрева воздуха в промежуточных подогревателях, а отрезки B'C₁, B"C₂, B'''C процесс сушки в отдельных камерах I, II, III. Для получения таких же параметров воздуха на выходе из сушилки без применения промежуточного подогрева следует подогреть воздух в калориферной сушилке до температуры t₁ , (линия АВС). Общий расход воздуха в сушилке одинаковый для всех зон сушилки L = l₁?W₁ = l₂?W₂ = ... Удельный расход воздуха находят по формуле (1), а полный расход тепла на сушку - по формуле (2). Расход тепла в ккал на 1 кг влаги в одной зоне определяют, как:

При расчёте сушилок с промежуточным подогревом желательно, чтобы точки В', В'', В''' и С₁, С₂, С лежали на линиях одинаковых потенциалов сушки.

Процесс сушки с возвратом части отработанного воздуха (рециркуляцией) характеризуется ломаной АМВ'С (рис. 1в). В этих сушилках температура процесса ниже, чем в обычной калориферной сушилке, а влажность воздуха в сушильной камере можно регулировать. Процесс сушки легко простроить в I-d диаграмме по трём заданным точкам А, М и С, которые должны лежать на одной прямой. На диаграмме линия АМ соответствует процессу смещения отработанного воздуха (параметры - см. точку С) со свежим воздухом (параметры - см. точку А), линия МВ' - процессу подогрева смеси в калорифере и линия В'С - процессу сушки. Расход воздуха в такой сушилке рассчитывают по формуле (1), а расход тепла, зависящий только от начальных и конечных параметров воздуха, по формуле (2).

Расход циркулирующего воздуха в кг на 1 кг влаги:

и

где n - коэффициент рециркуляции, который соответствует количеству килограммов отработанного воздуха, добавляемого на 1 кг свежего воздуха:

На рисунке 1 изображён теоретический процесс сушки, который иллюстрирует расчет сушилки по I-d-диаграмме.