Макрокинетика сушки - страница 22

Рис. 2.5 Диаграмма ε-d Г. К. Филоненко [2] для определения потенциала сушки.

Ниже рассмотрены примеры применения h-d диаграммы для воздуха при нахождении потенциала сушки и относительной влажности воздуха в сушилке.

Пример 4. Найти потенциал сушки для теоретической сушилки на входе ε_>1, выходе ε_>2 и среднее значение ε_>ср по следующим данным:

На входе в калорифер температура воздуха t_>0 = 22 °С, относительная влажность φ_>0 = 0,75; на выходе из сушилки температура воздуха t_>2 = 50 ^>оС, относительная влажность φ_>2 = 0,5.

Решение. По известным параметрам t_>0 и φ_>0 находим на h-d диаграмме точку А (Рис 2.4, а) и влагосодержание d_>0 = 0,0125 кг/кг. По известным параметрам t_>2 и φ_>2 находим на диаграмме точку D и энтальпию h_>2 = 162 кДж/кг. Проводим через точку D линию, соответствующую процессу в теоретической сушилке (h = соnst) до пересечения с линией насыщения φ = 100% (точка М) и получаем t_>м = 38 ^>оС. Продолжая линию h = соnst вверх до пересечения с вертикальной линией d_>0 = d_>1 = соnst (точка В, Рис. 2.4, а) и получаем t_>1 = 125 ^>оС.

Находим потенциал сушки в точке В:

ε_>1 = t_>1 – t_>м = 125-38 = 87 (^>оС).

Находим потенциал сушки в точке D:

ε_>2 = t_>2 – t_>м = 50-38 = 12 (^>оС).

Среднее значение ε_>ср находим по уравнению:

Пример 5. Определить по показаниям психрометра t_>м = 70 °С и t_>в = 85 °С относительную влажность воздуха в сушилке, если давление в ней 700 мм рт.ст., а скорость воздуха 2 м/с.

Решение. Т. к. h-d диаграмма построена для давления 745 мм рт.ст., то расчет проводим аналитически. Находим поправку А по уравнению (2.20) на скорость движения воздуха в сушилке u, в месте установки психрометра:

По таблице свойств насыщенного водяного пара (Приложение) находим давление пара р_>н’= 0,3177 при температуре мокрого термометра t_>м = 70 ^>оС. Для температуры t_>в = 85 ^>оС давление насыщенного водяного пара рн находим по формуле линейной интерполяции табличных данных:

Определяем парциальное давление водяного пара в движущемся воздухе по уравнению (2.21):

Окончательно находим относительную влажность воздуха в сушилке по уравнению (2.5):

Топочные (дымовые) газы в смеси с атмосферным воздухом широко используются при сушке различных материалов, в том числе органических веществ и пищевых продуктов. Многие материалы, например, песок, глина, твердое топливо, неорганические соли и т. д. высушивают при довольно высоких температурах – от 300 до 800 °С и выше. Для сушки этих материалов наиболее рационально использовать топочные газы, разбавляя их до нужной температуры атмосферным воздухом.

Преимущества сушки топочными газами: возможность получения высоких температур; простота топочных устройств; возможность непосредственного применения отработанных газов паровых котлов, промышленных печей, тепловых установок и других агрегатов.

Недостатки сушки топочными газами: возможность загрязнения высушиваемого материала продуктами сгорания (попадание на высушиваемый материал сажи или капель жидкого несгоревшего топлива), опасность работы с высокими температурами (возникновение пожаров в газоходах и пылеулавливающей аппаратуре при догорании угольной пыли или капель жидкого топлива), а также токсичная опасность при работе, из-за наличия в топочных газах вредных соединений (особенно сернистых).

В случаях допустимости применения высоких температур, но недопустимости непосредственного соприкосновения топочных газов с материалом, используют огневые калориферы, в которых воздух подогревается топочными газами и направляется в сушилку в качестве сушильного агента.