Воз­духа на тепловую эконо­мичность процесса сушки

.

Рис. 6-1 Построение линий q=const на H—d- диаграмме

Таким образом, теоретические процессы, начальные и конечные точки которых лежат на H—d - диаграмме на одной прямой, имеют одинаковый расход тепла на испа­рение 1 кг влаги. Это положение, высказанное впервые Моллье, дает возможность нанести на H—d-диаграмму линии равных расходов теп­ла q = const. В самом деле, из тре­угольника ABC имеем:

BD = DC_* tga и DA = DC_* tgy.

Поскольку AB = BD + DA,

AB=DC_*tga+ DC_*igy = DC (tga + tgy).

Процессы рассматриваются на H—d-диаграмме, построенной при

a = 45° ( tg a = l ), следовательно

AB / DC = 1 + tgy

Таким образом, удельный рас­ход тепла в H—d - диаграмме опре­деляется углом, образуемым пря­мой, соединяющей начальную и ко­нечную точки процесса с горизон­тальной линией, параллельной оси абсцисс, и возрастает с увеличени­ем угла у. Это положение дает возможность для различных на­правлений прямых АС подсчитать и нанести на H—d -диаграмме шкалу удельных расходов тепла, проводя для удобства отсчета прямые в этих направлениях из начала коор­динат диаграммы точки 0, как это показано на рис. 6-1. Если для про­цесса ABC требуется определить удельный расход тепла, то доста­точно соединить точки A и С и про­вести из точки 0 луч ОК, парал­лельный АС, направление которого определит удельный расход тепла по шкале, нанесенной на рамке H—d- диаграммы.

Из изложенного выше следует, что экономичность процесса сушки, тo есть расход воздуха и тепла на 1 кг испаренной влаги, определяется начальными параметрами холодного воздуха и параметрами воздуха после сушильной камеры. Напри­мер, при увеличении y₂ или пониже­нии t₂ при H₁ = H₂ = const линия АС поворачивается вниз, т. е. q умень­шается; с увеличением t₀ или уменьшением y₀ при постоянных конеч­ных параметрах расход тепла так­же уменьшается; повышение темпе­ратуры t₁, а следовательно, и сдвиг линии ВС вправо при постоянных значениях y ₂ или t₂ также вызыва­ют уменьшение расхода тепла.

Варианты конвективной сушки материалов

1. Сушка материалов горячим воздухом

Выше были рассмотрены про­цесс и тепловой расчет при помощи H—d-диаграммы наиболее простой схемы сушилки с однократным ис­пользованием сушильного агента. Примером таких сушилок являются конвейерная, пневмотруба-сушилка и распылительная сушилка.

Сушка материалов с рециркуляцией воздуха

Боль­шое применение на практике имеют сушилки, работающие с рециркуля­цией сушильного агента, т. е. с ча­стичным возвратом отработавшего воздуха в сушилку для повторного использования его

Отработавший поток воздуха (или дымовых газов) после выхода из сушилки разветвляются. Часть воздуха выпускается в атмосферу, а часть возвращается к вентилятору. Свежий воздух смешивается с отработавшим. Полученная смесь нагревается в калорифере. Расходы свежего и выбрасываемого из сушилки воздуха для теоретической сушилки одинаковы.

H

В

В₁

t₁

H = const

D D₁

C

t₂

M

to А

d

d₀ d_см d₂

Рис. 2

Количество циркулирующего воздуха в сушилке определяется из условия, что 1кг смеси увеличивает в сушилке свое влагосодержание с dcм до d2 и равно

lц =1000/(d2т –dcм)

Применение рециркуляции не дает экономии тепла в теоретической сушилке, так как при одинаковых начальных и конечных параметрах сушильного агента треугольники АВС и МВ₁С подобны, а следовательно и расходы тепла в обоих процессах равны.

Сушилка с промежуточным подогревом воздуха.

Сушилка с промежуточным подогревом состоит из нескольких зон, в каждой из которых воздух участвует в простом сушильном процессе, подогреваясь на промежуточных поверхностях нагрева до одной и той же требуемой температуры. Прцесс такой сушилки изображается ломаной линией АВ1С1В2С2 В3С3. Расход воздуха одинаков для всех зон сушилки.

l = 1000/[(C1D1+C2D2+C3D3)*Md]

Расход тепла на на 1кг воздуха по ступеням подогрева определяется отрезками АВ1,

С1В2, С2В3; следовательно, расход тепла на 1 кг испаренной влаги за весь процесс составит

q = l*(AB1+C1B2+C2B3)*Ml=1000*( AB1+C1B2+C2B3)*Ml/(DC3*Md)

AB1+C1B2+C2B3=AB

Cледовательно

q=1000*AB*Ml/(DC2*Md),

т.е. одноступенчатый подогрев АВС3 имеет тот же расход воздуха и тепла, что и многоступенчатый процесс в пределах тех же параметров наружного воздуха (точка А) и отработавшего воздуха (точка С3). Однако максимальная температура воздуха для этого процесса равна Т1 вместо Т при одноступенчатом процессе, причем Т1<T.

Рис3. Схема сушилки с промежуточным подогревом воздуха

Эти сушилки применяются тогда, когда материал в процессе сушки не должен подвергаться воздействию высоких температур.

Применяются также комбинированные сушилки с рециркуляцией и промежуточным подогревом воздуха.

Лекция № 20 .

Особенности энергосбережения в

высокотемпературных теплотехнологиях;