Так как |
= /, т о /(/2 — Л) = Д и I2= h + у - , |
(353 |
Из уравнения (352) следует, что Л — это количество тепла, вносимого в камеру сушилки или теряемого ею, отнесенное к 1 кг испаренной воды. Следовательно, как это видно из урав нения (353), h может быть больше или меньше 7) в зависимости от знака при А. Если Д= 0, то h = h<
|
|
в) Построение в 7—х-диаграмме |
|
|
процесса в реальной сушилке |
|
|
Как указывалось выше, процесс в |
|
|
реальной сушилке отличается от про |
|
|
цесса в теоретической сушилке тем, что |
|
|
А=^0. Рассмотрим метод построения |
|
|
линии сушилки в / —х-диаграмме для |
|
|
случая, когда Д > 0 . |
|
|
Для заданных условий сушки пер |
|
|
воначально построим линию GB теоре |
|
|
тической сушилки (рис. 166). |
|
|
При |
добавлении в камере тепла |
|
Рис. 166. Построение в |
(Д >0) |
линия реальной сушилки прой |
|
дет выше линии 7i=const, начинаясь |
|
/ —х-диаграмме процесса |
|
в реальной сушилке при |
из той |
же точки В. Конечная точка |
|
Д > 0 . |
процесса С\ будет лежать на той же |
|
|
линии qp = const, что и для теоретиче |
ского процесса. Чтобы найти метод построения линии ВС\, рас смотрим уравнение Д= (72—1\)1.
Из формулы (346)
1 =
1
х2 —X i '
Получаем
h - h
(354)
х 2 — X i '
Это выражение позволит определить положение линии ВС\, если известна величина А. Для этого через произвольную точ ку е на линии ВС проводим горизонтальную линию eF и верти кальную линию еЕ. Из точки Сг проводим вертикальную линию CiG до пересечения с продолжением линии ВС в точке G. Из по добия треугольников ВЕе и BCiG, FBe и DBG следует:
CjG_ _ DO
Ее eF
Ci G = ( / 2- / 1) M f
и
DG — (Хц — х^М х,
где Mi и Мх— масштабы теплосодержаний и влагосодержаний.
После подстановки этих значений в последнее уравнение по лучим
U2 — Е) Mi < (х2 ■xi) Мх
еЕ, eF
или |
|
|
|
|
|
еЕ = |
(/. - Е) |
|
Mi |
|
*2 — Xi |
где |
*4 JГ = Д |
|
Мх |
X 2— X i |
|
Следовательно,
В /-^-диаграмме обычно масштаб теплосодержаний: Mi
1 |
ккал |
__jq |
мм; |
масштаб влагосодержаний: |
Мх |
кг сух. воздуха |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
ккал |
= 5000 мм*. |
|
|
кг сух. воздуха |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
_ш_____1_ |
—- AeF |
(356) |
|
|
|
5000 ~ |
и еЕ = |
|
|
|
500 |
500 |
|
Рассмотрим метод построения ли нии ВСХпри Д > 0 . По заданным усло виям сушки строим линию теоретиче ской сушки. Через произвольную точ ку е на линии ВС проводим линию eF. Измеряем отрезок еЕ (в мм) и по фор муле (356) находим длину еЕ (в мм). Откладываем Ее и через точки В и Е проводим линию реальной сушилки.
Если бы А была менее 0, т. е. если бы в сушилке имели место потери теп ла, то построение было бы аналогич ным, но только отрезок Е откладывал ся бы вниз от точки е. Построение для этого случая сделано на рис. 167.
Расход воздуха и тепла определяют по уравнениям (346) и (347).
Рис. 167. Построение в
/—х-диаграмме процесса
вреальной сушилке при
Д< 0 .
|
П р и м е р . |
Для |
условий примера (стр. 283) определить |
|
расход воздуха и тепла на 1 кг испаренной воды для реаль |
|
ной сушилки |
при Д = |
—100 ккал/кг испаренной воды. |
* В |
I—d-диаграмме (см. |
приложение XI) приняты такие масштабы: |
1 мм = |
0,125 ккал/кг сухого |
воздуха (ось ординат) и 1 мм = 0,25 г/кг сухого |
воздуха |
(ось абсцисс). |
|
Р е ш е н и е . Проведем отрезок eF (см. рис. 167) таким об разом, чтобы он был равен 50 мм. По уравнению (356) опре делим размер отрезка еЕ:
|
еЕ = |
— •50-100 = |
10 мм. |
|
|
|
500 |
|
|
Найдя точку Е, проводим линию ВСi. |
r/кг; 1о = |
Параметры |
воздуха: |
dQ= d \—7 |
г/кг; d2= 17 |
= 6,4 ккал на |
1 кг сухого воздуха; / . = 19 ккал на |
1 кг сухого |
воздуха.
Расход воздуха на 1 кг испаренной воды находим по фор муле (346):
/ = |
1000 |
100 кг/кг. |
|
---------= |
|
|
17 — 7 |
|
|
Расход тепла на 1 |
кг испаренной воды находим по форму |
ле (347): 9=100(19,—6,4) = 1260 ккал на |
1 кг испаренной во |
ды, или 1260-4,2-103 = |
5292-103 Дж на 1 кг воды. |
П р и м е р . Найти |
величину |
А для |
следующих условий. |
В сушилку непрерывного действия поступает 1000 кг влажного материала в час с содержанием влаги 75% к общей массе. Вы сушенный материал содержит 10% влаги. Теплоемкость влаж ного материала равна 3,8 кДж/(кг-К), его температура 25°С. Теплоемкость сухого материала 1,255 кДж/(кг-К), его темпе ратура 70° С.
Материал |
поступает в сушильную камеру |
на |
вагонетках. |
В течение часа в камеру входит и из нее выходит 5 вагонеток, |
каждая из'них имеет массу 300 кг. Средняя теплоемкость ма |
териала вагонеток равна 0,45 кДж/(кг-град). Температура ма |
териала вагонеток 0тр= 2 5 °С |
при входе и 70° С при выходе из |
сушилки. Потери тепла |
в |
окружающее |
пространство |
80000 кДж/ч. Добавочное тепло в камеру не вводится. |
Определим количество влаги, испаряемой в течение 1 ч, по |
формуле (338): |
|
|
|
|
|
|
w\ — w2 |
|
75 — 10 |
|
|
|
W = Gi 100— w2 = 1000 |
НЮ — 10 |
725 кг/ч. |
Количество |
полученного |
в |
результате |
сушки |
материала |
G2= 1000—725 = 275 кг. |
|
|
|
|
|
По уравнению (351) определим SQ: |
|
|
|
S Q = (G1 cl 6JL+ |
GTp стр 0тр + 9доб |
G2 с2 02 |
GTp стр 0тр Qnox) = |
=(1000-3,8.25 + 5-300-0,45-25 — 275-1,255-70 — 5-300-0,45-70 —
—80000) = 39600 кДж/ч.
|
По уравнению (352) определяем А: |
2 Q |
39 600 |
W |
= 54,5 кДж/кг или 13 ккал/кг испаряемой воды. |
725 |
8. ВАРИАНТЫ СУШИЛЬНОГО ПРОЦЕССА
Кроме описанных теоретического и реального процессов, ко торые называются нормальными, могут быть построены вариан ты сушильного процесса, отличающиеся способом подвода тепла
к сушильному агенту. Выбор варианта сушильного процесса обу словливается характером материала, подвергаемого сушке, и экономичностью сушильного процесса.
Рассмотрим основные варианты сушильного процесса.
а) Сушка с дополнительным подогревом воздуха
всушильной камере
но |
Построение |
линий этого процесса в / —х-диаграмме показа |
на рис. 168, а принципиальная схема этой сушилки показа |
на |
на рис. 165. |
Она характеризуется тем, что в сушильной камере |
установлена поверхность нагрева для подогрева сушильного агента.
Рассмотрим более подробно этот вариант сушильного процесса. На рис. 168 изображен нормальный теоре тический процесс АВС. Расход тепла
вподогревателе при проведении этого процесса равен ABMi на 1 кг воздуха, поступающего в сушилку.
При нормальном процессе все это тепло вносится в подогревателе, одна ко оно может быть внесено не только
вподогревателе, часть его может быть внесена в камеру сушилки. Крайним случаем будет тот, когда все тепло
будет |
введено |
в |
сушильной |
камере. |
Рис. 168. Варианты су |
Этот процесс |
в |
I—х-диаграмме изо |
шильного процесса с по |
бражен |
линией |
АС. Между |
двумя |
догревом внутри каме |
крайними положениями линий |
сушки |
ры. |
(линии ВС и АС) |
могут быть помеще |
|
ны линии процессов с постепенно увеличивающимися количе ствами тепла, вводимого в подогревателе (Л/^С; АВ2С\ ABZC). Процесс АВС соответствует случаю, когда в камеру сушилки вводится столько тепла, что оно компенсирует потери. В этом случае Д = 0 и линия сушки /= co n st. Одним из промежуточных положений будет линия сушки В\С, которая совпадает с изотер мой, проходящей через точку С. В этом случае процесс будет происходить при постоянной температуре t\. Часть тепла в этом случае будет введена в калорифере (ABiMi), а остальное тепло (BiBMi) в камере сушилки.
Так как во всех этих процессах конечное и начальное состо яние воздуха остается постоянным, то расход воздуха не изме
|
няется: |
1 |
|
/ = |
|
--------. |
|
|
х2 —х0 |
|
Расход тепла (в ккал на |
1 кг воды) также будет одинаков |
|
во всех процессах: |
|
19 В. Н. Стабников, В. И. Баранцев |
289 |
|
