Лекция №_19_ Расчет действительной сушилки

В действительной су­шилке могут иметь место дополни­тельные потери и подвод тепла, на­пример: нагрев воздуха в калори­ферах, установленных в самой су­шильной камере, тепловыделения при химических реакциях, размора­живание влаги, находящейся в ма­териале в виде льда, нагрев сушиль­ного агента в вентиляторе и др.

Тепловой баланс действительной сушилки (для летнего времени)

В таблице через Qnв обозначено тепло, полученное воздухом перед сушилкой - в выносном подогревателе (калорифере)

Уравнение теплового баланса для действительной сушилки непрерывного действия

Приход: L0*H0+Qnв+ M2*cм1*tм1+ W*cw*tм1+ Mтр*cтр*tтр1Mtr*ctr*tttr1+Qдоб

Расход: L2*H2 + M2*cм2*tм2 + Mтр*cтр*tтр2 +Q5

Отнесем расход тепла в основном подогревателе к 1 кг испаренной влаги, приняв сw=4.19,сm1=сm2=с2, считаем L0=L2=L

q==Qnв/W=L/W*(H1-H0)

q=L/W*(H2-H0)+M2c2/W*(tм2-tм1)+Mтр*cтр/W*(tтр2-tтр1)+Q5/W-Qдоб/W-W*сw*tм1/W=

q=l*(H2-H0)+qм+qтр+q5-qдоб-сw*tм1

Где

l*(H2-H0) – расход тепла для теоретической сушилки;

qм - расход тепла на нагрев металла;

qтр - расход тепла на прогрев транспортных средств;

q5 – потери тепла в окружающую среду;

qдоб – тепло, дополнительно сообщенное в самой сушилке;

tм1 – физическое тепло влаги, вводимой с сушильным материалом.

q = l*(H1-H0) = l*(H2-H0)+qm+qтр+q5-qдоб-cw*tм1,

откуда

qдоб + cw*tм1 - (qм+qтр+q5) = l*(H2-H0) - l*(H1 - H0) = l*(H2-H1)

D= l*(H2-H1) = qдоб + cw*tм1 - (qм+qтр+q5)

При работе сушилки возможно:

D= 0 -потери тепла компенсируются количеством дополнительно введенного тепла;

D< 0 - тогда

qдоб + cw*tм1 < (qм+qтр+q5),

т.е. l*(H2-H1) и Н1 > Н2,

D> 0 - тогда

qдоб + cw*tм1 > (qм+qтр+q5),

т.е. l*(H2-H1) и Н1 < Н2,

Т.е. энтальпия воздуха на выходе сушилки может быть меньше или больше энтальпии при входе.

В зимнее время расход тепла на нагрев материала увеличивается.

Построение процесса для действительной сушилки

Построение процесса для действительной сушил­ки на H—d-диаграмме при наличии тепловых потерь (D<0, т. е. H2=H1- D/l) начинается, как это показано на рис. 6,8,а, с построения теорети­ческого процесса. Затем на изоэнтальпии H₁ = const теоретического процесса выбирается произвольная точка С₀ и вниз от нее откладывает­ся отрезок C₀E₀ = d / l

После замены l его значением для условий данной точки С₀ полу­чается:

C₀E₀ =DD₀C₀ /1000

Далее из точки В проводится по­литропа ВЕ₀ действительного про­цесса. На линии ВЕ₀ находится ко­нечная точка действительного про­цесса С, определяемая пересечени­ем этой линии с заданной в расчете линией постоянной влажности y₂ или линией температуры t₂, соот­ветствующими состоянию уходяще­го из сушилки воздуха. Определен­ное положение политропы действи­тельного процесса при заданном значении d /l, не зависящее от вы­бранного положения точки С₀ на линии H₁ = const, проведенной от точки В, объясняется подобием по­лучающихся при этом треугольни­ков. Из рассмотрения рис. 6-8,а следует, что, например, треугольник C₀E₀D₀ подобен треугольнику C₁E₁D₁. Для большей точности по­строения действительного процесса точку С₀ на линии H = const следует выбирать возможно дальше от точ­ки В.

Из рис. 6-8,а можно заметить, что конечной точке процесса С на линии t₂ = const соответствуют влагосодержание d₂ и энтальпия H₂, меньшие, чем в теоретическом про­цессе, и вследствие этого больший расход воздуха на 1 кг испаренной влаги, так как DC <D₀C_0.

Соответственно этому тре­буется и больший расход тепла на 1 кг испаренной влаги. Таким обра­зом, для действительной сушилки требуются большая производитель­ность вентиляторов, больший рас­ход электроэнергии, больший рас­ход тепла и более значительная по­верхность нагрева калориферов, чем для теоретической сушилки.

При построении на H - d-диаграмме действительного процесса сушки с дополнительными выделе­ниями тепла, превосходящего его потери (D>0), политропа процес­са располагается выше линии тео­ретического процесса. Разница в построении этого процесса и про­цесса при D < 0 состоит только в том, что отрезок C₀E₀ следует откладывать от точки С₀ вверх, как показано на рис. 6-8,6.

В этом случае d₂ > d₂^T и расходы воздуха и тепла в основном калори­фере на 1 кг испаренной влаги мень­ше, чем в теоретической сушилке.

Рис. Построение действительного процесса сушки на H - d-диаграмме