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 φ ₂ 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 = с_В.

Подставив эти величины в уравнение теплового баланса, получим:

q = l(c_В t₂ + x₂ i₂) — l(c_Вt₀ + 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[c_В (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 = lc_В(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.