Расчёт процесса сушки влажного материала

Принципиальная схема промышленной установки для сушки влажного материала представлена на рис. 4. Впрочем, подобная схема ничем не отличается от обычного фена для сушки волос.

Воздух (как правило, атмосферный) с температурой сухого термометра t ₁ и относительной влажностью φ ₁, определяемой с помощью психрометра, т.е. по показаниям сухого и мокрого термометров, поступает в нагреватель, называемый калорифером. Если подогрев воздуха в калорифере осуществляется электрическим нагревателем или прокачиванием горячего теплоносителя по трубам, то влагосодержание подогреваемого воздуха, очевидно, не будет меняться, т.е. d ₂ = d ₁. Процесс изобарного подогрева влажного воздуха в калорифере на диаграмме h – d изобразится прямой линией 1–2 (см. рис.3).

Мощность (электрическая), затрачиваемая на нагрев влажного воздуха в калорифере

Здесь G, кг/с – массовый расход воздуха через сушильную установку, измеряемый приборами с необходимостью пересчёта объёмного расхода в массовый.

Подогретый воздух после калорифера поступает в сушильную камеру, где в стационарных условиях при адиабатической изоляции воздух отдаёт тепло осушаемому материалу посредством обычного теплообмена и в то же время забирает это тепло от осушаемого материала за счёт испарения влаги, присутствующей в осушаемом материале. Этот обмен энергией между влажным воздухом и осушаемым материалом в стационарных условиях приводит к тому, что в изобарных условиях энтальпия воздуха в сушильной камере остаётся постоянной. Этот процесс на диаграмме h – d изображается изоэнтальпой h ₃ = h ₂. При известной (измеренной) температуре влажного воздуха на выходе из сушильной камеры находится конечное влагосодержание d ₃. Тогда необходимый массовый расход атмосферного воздуха, необходимый для заданной скорости сушки G _вп, кг_вп/с, определится следующей формулой

Объёмный расход воздуха по параметрам на входе может быть вычислен с помощью термического уравнения состояния влажного воздуха в приближении идеального газа: