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.


    Обсудить на форуме