Количество абсолютно сухого вещества
Разделив члены уравнения (а) на G1 и подставив значение G2/G1 для влажности на общую массу, получим:
В результате получим основное уравнение материального баланса
Аналогично могут быть получены уравнения материального баланса для условий, если будет задана влажность материала на сухую массу:
Формулы пересчета одной влажности в другую имеют вид:
Расход воздуха и тепла для испарения 1 кг влаги. Принципиальная схема и процесс сушки на диаграмме. 1- сушилка, 2,3 – подогреватели, 4 – вентилятор.
Напишем уравнение материального баланса сушилки согласно обозначениям на рис:
или
Принимаем, что присосы и утечки воздуха в сушильной системе отсутствуют, т. е.
L0=L1=L2=L= const.
Перепишем последнее уравнение виде:
(6-29)
Поскольку уравнение (6-29) принимает вид: кг/ч.
Обозначив расход воздуха на 1 кг испаренной влаги L/W через l, получим окончательное выражение для определения расхода сухого воздуха на 1 кг испаренной влаги
,кг на 1 кг испаренной влаги.
Расход теплоты на 1 кг испаренной влаги: q=l(I1-I0)=(I1-I0)/(x1-x0)=(I1-I0)/(d1-d0) *1000, [x]= кг/кг, [d]= г/кг
Из этого выражения видно, что удельный расход воздуха зависит только от разности, влагосодержаний отработанного и свежего воздуха. Расход воздуха будет тем больше, чем выше его начальное влагосодержание х0, которое определяется температурой и относительной влажностью воздуха. Поэтому расход воздуха, при прочих равных условиях, будет возрастать с увеличением х0 и j0. Следовательно, расход воздуха на сушку в летних условиях больше, чем в зимних.
5.Расчет теоретической сушилки по I-d-диаграмме. Тепловой баланс теоретической сушильной установки.
Теоретической сушилкой называют воображаемую сушилку с предварительным подогревом сушильного агента, в которой отсутствуют потери тепла в окружающую среду, на нагревание транспортных устройств и высушиваемого материала, а температура материала на входе и выходе из сушильной камеры равна 0 °С.
Тепловой баланс теоретической сушилки имеет вид:
L0I0+Qк=L1I1=L2I2, кДж/ч,
где I0 , I1 — энтальпия влажного воздуха, поступающего в калорифер, после него кДж/кг воздуха; I2 — энтальпия влажного воздуха за сушилкой, кДж/кг воздуха; Qк — количество тепла, сообщаемое воздуху в калорифере, кДж/ч.
При L0=L1=L2=const имеем равенство I1=I2=const, показывающее, что в теоретической сушилке процесс сушки идет при постоянной энтальпии влажного воздуха.
Процесс в теоретической сушилке на I-d-диаграмме построен на рис. 1.
Допустим, воздух поступает в калорифер с температурой t0. Это состояние воздуха отмечено на диаграмме точкой А в месте пересечения изотермы t0 с линией относительной влажности. Как известно процесс подогрева воздуха в калорифере от t0 до t1 протекает при постоянном влагосодержании d1, поэтому на диаграмме процесс подогрева изобразится вертикалью (АВ), причем точка В расположена на изотерме t1 затем из точки В с энтальпией (i1) проводим при i=const адиабату теоретического процесса сушки. Пересечение её с относительной влажностью отработавшего воздуха φ2 даст точку С с параметрами:t2, d2 ,i2=i1. Линия ВС является теоретическим процессом. Основное условие проведения процесса в теорет. сушилке - постоянство энтальпий на входе и выходе из сушильной камеры (i2=i1=const).
Линия АВ соответствует подогреву воздуха в калорифере: температуры t0 до температуры t1. Процесс сушки — затрата тепла на испарение влаги и влагообмен между воздухом и высушиваемым материалом — идет по линии I=const и изображается отрезком ВС.
Расход воздуха в теоретической сушилке согласноуравнению , кг на 1кг влаги,
где d2—d0 соответствует отрезку DC, a Md — масштаб по оси влагаосодержаний.
Расход тепла в калорифере на 1 кг испаренной влаги согласно уравнению
кДж на 1 кг влаги.
Разность I1-I0 на диаграмме выражается длиной отрезка AВ (мм), умноженной на соответствующий масштаб энтальпии, т. е. I1-I0=AB∙MI.
Уравнение теплового баланса сушилки:
Q=l(I1-I0)=l(I2-I0).
Энтальпия воздуха на выходе их сушильной камеры
Энтальпия свежего воздуха , кДж на 1 кг воздуха,
где x2=0,001d2 и x0=0,001d0—влагосодержания сушильного агента, кг/кг сухого воздуха; i2 и i0 — энтальпии водяных паров, содержащихся в воздухе, кДж/кг.
Теплоемкость сухого воздуха считаем не зависящей от температуры, т. е. принимаем, что c2=с0 = сВ.
Подставив эти величины в уравнение теплового баланса, получим:
q = l(cВ t2 + x2 i2) — l(cВt0 + x0i0) .
Прибавив к правой части этого равенства и вычтя из него величину lx0i2 и приняв во внимание, что после несложных преобразований получим выражение для удельного расхода тепла, представляющее собой по существу уравнение теплового баланса теоретической сушилки:
q = l[cВ (t2 –t0) +x0 (i2 –i0)]+i2, кДж на 1-кг влаги. (6-34)
Из полученного уравнения видно, что в теоретической сушилке имеются следующие расходы тепла:
1) q1=i2 — расход тепла на испарение влаги из материала;
2) q2 = lcВ(t2 –t0) — потери тепла с сушильным агентом, входящим в сушилку с температурой t0 и выходящим из нее с температурой t2;
3) q3 = lx0 (i2 –i0)— потери тепла вследствие увеличения энтальпий транзитной влаги, содержащейся в сушильном агенте при входе в сушилку.
Дата добавления: 2015-12-29; просмотров: 1948;