Самые популярные статьи







    Тепловой баланс сушилки

    Принципиальная  схема  конвективной  сушилки:
    1 — камера сушилки;
    2 — вентилятор;
    3 — воздухоподогреватель;
    4 — дополнительный воздухоподогреватель
    в камере сушилки.
     

    Чтобы составить тепловой баланс сушилки по теплу, которое передано установке (см. рисунок), нужно учитывать, что подводимое к сушилке тепло alt для общих случаев будет складываться из alt (тепла нагревания сушильного агента) и alt (дополнительно подводимого тепла).

    Чтобы составить тепловой баланс необходимо ввести обозначения:

    alt – средняя удельная теплоемкость в (Дж/кг?К): сушильного агента; влаги; которая удаляется в процессе сушки; самого продукта и транспортировочных устройств сушилки;
    alt – соответственно температура воздуха до его попадания в воздухоподогревательное устройство и на выходе из сушилки, °С;
    alt – температура продукта перед входом в сушилку и на выходе из нее, °С;
    alt – вес транспортных механизмов, кг;
    alt – температура транспортного механизма на входе и выходе из сушильной установки, °С;
    alt – энтальпия водяного пара в свежем воздухе и отработанном, Дж/кг.


    Баланс тепла выражают так:

    Приход:
     Расход:
    С сушильным агентом
    alt
     С сушильным агентом
    alt
    С обрабатываемым материалом
    alt
     С готовой продукцией
    alt
    С влагой, которая удаляется из продукта
    alt
     С удаленной из продукта влагой
    alt
    Физическое тепло транспортных механизмов
    alt
     Физическое тепло нагретых транспортных   механизмов
    alt
    Подводимое тепло
    alt
     Потери тепла в атмосферу
    alt

     
    Тепловой баланс выражается следующим равенством:    

    alt
    (1)


    Будем решать уравнение (1) по подводимому теплу Q.             

    alt
    (2)

       
    Исходя из этого уравнения можно сказать, на что тратится тепло, которое подводится в сушилку:
    1) расход тепла с уходящим сушильным агентом:

    alt

    2) на процесс испарения влаги из продукта:

    alt

    3) на нагрев высушенного материала:

    alt

    4) на нагрев транспортных механизмов:

    alt

    5) в атмосферу alt.

    Исходя из этого уравнение (1) может принять вид:

    alt
    (3)


    Чтобы можно было сравнивать работу различных видов сушильных установок, лучше всего тепловой расчет вести на 1 кг испаренной влаги.

    В уравнении (2) разделим все члены на величину W, которая обозначает количество испаренной влаги, и обозначим через строчные буквы удельный расход тепла и сушильного агента. В результате получится:

    alt
    (4)

          
    Теперь проведем преобразование первых двух членов уравнения (4) исходя из того, что теплоемкость влажного воздуха рассчитывается по формуле alt, энтальпия пара alt, а удельный расход воздуха alt. Получаем:

    alt

     
    или

    alt


    Теперь нужно сложить и вычесть из правой части только что полученного уравнения alt и провести небольшие преобразования, в результате получим:

    alt


    Теперь известное значение alt подставляем в уравнение (4), получаем:

    alt,
    (5)


    здесь alt – сумма удельных расходов тепла в подогревающем воздух устройстве и сушильной установке.

    Введем обозначение разницы величин:

    alt


    Исходя из этого, уравнение (5) приводится к виду:

    alt


    Рассчитаем количество тепла alt, которое вносится сушильным агентом:

    alt,
    (*)

    здесь alt – тепло воздуха из атмосферы,

    alt – тепло, которое получил воздух в воздухоподогревателе.


    Из (*) alt, а значит

    alt.
    (6)


    Вынесем alt за скобки и, подставив alt, поучим уравнение вида:

    alt


    Учитываем, что alt, окончательно выражение принимает вид:

    alt
    (7)


    Данное уравнение является уравнением теплового баланса сушильных камер конвективного типа.

    Для контактных сушилок используется уравнение (2). В нем первый член, а именно alt. Это так в связи с тем, что в контактной сушилке сушильным агентом воздух не является.

    alt, которая входит в уравнение теплового баланса, может быть со знаком плюс, минус или равна 0.


    Исходя из уравнения (7) можно сказать, что:
    когда alt энтальпия воздуха, который является сушильным агентом, возрастает, т.е. alt;
    когда alt энтальпия уменьшается, т.е. alt;
    когда alt энтальпия не изменяется, т.е. alt.

    Последний вариант наблюдается при сушке в адиабатических условиях. В таком случае тепловых потерь нет. Здесь

    alt
    (8)


    Поэтому такую сушилку называют теоретической. Сушка в ней осуществляется адиабатически при alt: влага, которая испаряется из продукта, передает сушильному агенту столько же тепла, сколько этот агент ему сообщает, охлаждаясь тем самым для испарения влаги.

    В некоторых случаях такие условия сушки могут быть и в реальной сушилке, когда приход тепла alt равен потерям alt, т.е. alt .


    Материал подготовлен по книге "ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ", А.Н. Плановский, В.М. Рамм, С.З. Каган; Издание 2-е, дополненное и переработанное; Москва: "Государственное научно-техническое издательство химической литературы", 1962 г. и другим источникам.



    Нашли ошибку? Выделите её и нажмите Ctrl+Enter. Будем благодарны за помощь.


    Обсудить на форуме