Материальный баланс сушки

Обозначим:

G1 — количество влажного материала, поступающего на сушку, кг/ч;

G2 — количество высушенного материала;

W1, W2 — начальная и конечная влажность материала, %;

W — количество влаги, удаляемой из материала при сушке.

По всему материалу:

;

по абсолютно сухому веществу в высушиваемом материале:

; отсюда.

.

Основное уравнение материального баланса конвективной сушки.

.

Основная схема конвективной сушки

Рассмотрим основную схему конвективной сушки.

Пусть на сушку поступает воздух с влагосодержанием х0, расход абсолютно сухого воздуха L.

Из сушилки выходит такое же количество абсолютно сухого воздуха, а влагосодержание меняется до х2. W — количество влаги, испарившееся в сушилке, кг/ч, L — кг/ч, х — кг/кг.

Материальный баланс по влаге:

> .(*).

Удельный расход воздуха на испарение из материала 1 кг влаги: (**), х1 — влагосодержание воздуха, нагретого в калорифере и поступающего в сушилку. Пройдя калорифер воздух не отдаёт влаги, т. е. х0 = х1, тогда уравнение (*) и (**) материального баланса может быть записано; .

Тепловой баланс процесса конвективной сушки

В сушилку поступает G1 кг/ч исходного материала при и1? С. Испаряется в сушилке W кг/ч влаги. G2 (кг/ч) — количество высушенного материала, удаляемого из сушилки при, Смтеплоемкость высушенного материала, Св — теплоёмкость влаги. В сушилку подаётся сушильный агент, который содержит L кг/ч абсолютно сухого воздуха. Перед калорифером энтальпия воздуха I0 (Дж/кг), после калорифера (после нагрева) — I1. На выходе из сушилки отработанный воздух имеет энтальпию I2.

Следует учесть транспортные средства в сушилке: Gт — масса этих устройств, кг; Ст — удельная теплоёмкость транспортных средств;

tтн — температура на входе в сушилку; tтк — температура транспортных средств на выходе из сушилки.

Приход тепла.

С наружным воздухом — LI0.

С влажным материалом:

• а) с высушенным материалом — ;
• б) с влагой, испарённой из материалаW cB

С транспортными устройствами -.

В калорифере К1 — и К2 -.

Расход тепла.

С отработанным воздухом — LI2.

С высушенным материалом — .

С транспортом -.

Потери в окружающую среду — Qп.

Таким образом тепловой баланс:

Отсюда общий расход тепла:

Поделив на W, получим удельный расход тепла на 1 кг испарённой влаги:

(); где.

qм — удельный расход тепла на нагрев высушенного материала;

qт — удельный расход тепла на нагревание транспортных средств.

С другой стороны — расход тепла во внешнем калорифере.

.

Подставим в (), перегруппируем и получим:

Обозначим.

=Д, тогда ,.

или (1).

Д — это разность между приходом и расходом тепла в камере сушилки, без учёта тепла приносимом воздухом из основного калорифера.

Д — внутренний баланс сушильной камеры.

На прошлой лекции.

в (1), получим .

Для анализа и расчёта сушки вводится понятие теоретической сушки, т. е. где Д = 0, т. е.

.

И для теоретической сушилки (следует из (1)). Это означает, что испарение влаги в теоретической сушке происходит только за счет охлаждения воздуха. В действительных сушилках Д><0, а в частном случае Д = 0.

Определение расходов воздуха и тепла на сушку определяется графически с помощью I-х диаграммы и аналитически (применяется в отдельных случаях). Графический способ наиболее распространён.