Самые популярные статьи







Материальный баланс сушилки

Материальный баланс сушилки играет большую роль в расчётах процесса сушки. Сначала необходимо определить начальное ω1 и конечное ω2 влагосодержание продукта.

Влажность можно представить как отношение общего количества влаги W в материале к сумме W+Gсух. Или же как отношение общего количества влаги W в материале к количеству абсолютно сухого вещества Gсух.
Следовательно, влажность в % можно определить как:

alt

(1)

Абсолютная влажность в % выражается так:

alt

(2)

При необходимости связать общую и абсолютную влажность используют следующие формулы:

alt

(3)

alt

(4)

Ведём следующие обозначения:
G1 – количество влажного продукта, входящего в сушилку, кг/ч;
G2 – количество высушенного материала, выходящего из сушилки, кг/ч;
W – количество влаги, удаляемой из продукта.
Количество абсолютно сухого вещества можно определить по формуле (5):

alt

(5)

Используя это уравнение, вычислим количество высушенного продукта:

alt

(6)

Таким же образом определим количество продукта, поступающего на сушку:

alt

(7)

По формуле (8) определим количество влаги, которое удаляется из продукта:

alt

(8)

Так же можно воспользоваться формулой (9):

alt

(9)

Выполняя расчёт сушильных установок, необходимо производительность сушилок относить по влажности или высушенному продукту к единице объёма сушильной камеры или поверхности нагрева. Эта величина называется напряжением сушилки. Она зависит от типа сушильного аппарата, влажности продукта и др. факторов.
Введём следующие обозначения:
V – объём сушильной камеры, м3;
alt – время сушки, ч.

Найдём объём сушильной камеры по влагосодержанию, кг/(м3×ч):

alt

(10)

Для контактных сушилок напряжение поверхностного нагрева по влаге определяют по формуле (11), кг/(м3×ч):

alt

(11)

где F – площадь поверхности нагрева, м2;
      W – количество удаляемой влаги, кг.

Баланс влаги в сушилке.

Пользуясь уравнениями материального баланса сушилки, можно найти расход сушильного агента (воздуха) в сушилке. Для этого необходимо составить уравнение баланса влаги.
Если принять, что процесс сушки является установившимся и отсутствуют потери влаги, то она поступает в сушильную камеру с продуктом и сушильным агентом, а выводится с высушенным продуктом и отработанным сушильным агентом. В этом случае уравнение баланса влаги можно записать в следующем виде:

alt

(12)

где L – количество абсолютно сухого воздуха, который необходим для процесса сушки, кг/ч;
      d1 и d2 – влагосодержание сушильного агента (воздуха) на входе и выходе из сушильной камеры, г/кг сухого воздуха.
Удельный расход сухого воздуха на 1 кг испаряемой влаги равен l=L/W. Отсюда определим удельный расход сухого воздуха, кг/кг:

alt

(13)

Калорифер нагревает воздух от температуры t0 до температуры t1. При этом количество влаги в сушильной камере остаётся неизменным, т.е. d0=d1. Исходя из этого запишем формулу (13) в виде:

alt

(14)

Тепловой баланс сушилки.

Запишем уравнение теплового баланса процесса сушки в реальной сушилке:

alt

(15)

где I0, I2 – теплосодержание наружного и отработанного воздуха, ккал/кг;
      сВЛ, сМ, cТР – удельная теплоёмкость влаги, высушенного продукта и транспортных устройств соответственно, ккал/(кг×˚С);
     alt - температура влаги и продукта на входе в сушильную камеру, ˚С;
     alt - температура продукта на выходе из сушильной камеры, ˚С;
      G2, GТР – масса высушенного продукта и транспортных устройств, кг/ч;
      QК – тепло от калорифера, ккал/кг;
      QД – тепло от дополнительных нагревателей, ккал/ч;
      QП – теплопотери в окружающую среду, ккал/ч.
Запишем уравнение теплового баланса сушилки для 1 кг испарившейся влаги:

alt

(16)

Отсюда удельный расход тепла в калорифере будет равен, ккал/кг:

alt

(17)

Возможно применение формулы (18):

alt

(18)

где Ii – теплосодержание сушильного агента на выходе из калорифера.

Приняв, что:

alt

(19)

представим уравнение теплового баланса в следующем виде:

alt

(20)

Уравнение (19) описывает внутренний тепловой баланс в сушильной камере и является характеристикой отклонения реального процесса сушки от теоретического.
Запишем уравнение теплового баланса для теоретической сушилки, которая не имеет потерь тепла, т.е. alt :

alt

(21)

При этом l·I1=l·I2, т.е. I1=I2=const. Отсюда следует, что в теоретической сушилке теплосодержание воздуха постоянно на входе и выходе из сушилки.

 

 

 

 

Материал подготовлен по книге "ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СУШКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ", О.В. Чагин, Н.Р. Кокина, В.В. Пастин : Иван. хим. - технол. ун-т.:Иваново. 2007. 138 с.



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