Главная Минимаркер Железнодорожный транспорт Минимаркер Транспортная энергетика (хладотранспорт) Минимаркер Варианты сушки материала нагретым воздухом

Варианты сушки материала нагретым воздухом

Страница 6 из 10

В сушильных установках могут иметь место три случая сушки:

  1. Δ = 0, то есть потеря теплоты компенсируется дополнительно введенным количеством тепла непосредственно в сушильную камеру qд. В этом случае I2 = I1 процесс сушки идет при постоянной энтальпии, как и в теоретической сушилке;
  2. Δ < 0, тогда I1 > I2;
  3. Δ > 0, тогда I1 < I2.

Таким образом, во втором и третьем случаях энтальпия воздуха при выходе из сушильной камеры больше или меньше его энтальпии при входе в нее в зависимости от знака величины Δ.

Сушка при однократном использовании воздуха. Построение действительного процесса сушки в Id-диаграмме осуществляется после построения теоретического процесса (см. рис. 4). Допустим, что процесс сушки происходит при Δ < 0, абсолютная величина которой определена из теплового баланса (56), тогда на линии I1 = const выбираем произвольную точку е и от нее вниз откладываем отрезок

230314_f32

где Md, MI — масштабы влагосодержаний и энтальпии для данной диаграммы.

Из точки В проводим линию BE до пересечения с линией φ2 = const или с линиями t2 = const, d2 = const.

В этом варианте

I2 = I - Δ/l. (59)

Аналогичным образом строится процесс сушки при Δ > 0, только отрезок Δ/l = е·Е1 откладывается из точки е на линии I1 = const вверх. Проведем линию ВЕ1 до пересечения с φ2 = const. Точка С2 определяет состояние влажного воздуха на выходе из сушильной камеры при Δ > 0. В этом варианте

I2 = I1 + Δ/l. (60)

Если известны параметры влажного воздуха на входе в калорифер, на входе и выходе из сушильной камеры, тогда при любых значениях Δ удельный расход воздуха и теплоты для разомкнутого цикла сушки можно определить, пользуясь Id-диаграммой:

230314_f33

Этот вариант сушки может быть осуществлен для прямоточного, противоточного и перекрестноточного движения сушильного агента и материала. Разомкнутый цикл применяется при удалении влаги из устойчивых нерастрескивающихся и не изменяющих форму материалов при существенных изменениях температуры и влагосодержания сушильного агента в рабочей камере.

Сушка с частичным возвратом (рециркуляцией) отработавшего воздуха. В этом случае поток выходящего из сушильной камеры воздуха разветвляется: часть его выбрасывается в атмосферу, а другая часть направляется снова в сушильную камеру после предварительного смешения с атмосферным воздухом до или после калорифера.

Первый вариант, то есть при смешении атмосферного и отработавшего воздуха перед всасывающим патрубком вентилятора, представлен на рис. 5, а. Построить этот процесс в Id-диаграмме можно при известных значениях Δ < 0 или отрезка еЕ, а также параметров влажного воздуха в точках А, С, В1. Причем для определения точки В1 достаточно знать температуру воздуха на входе в сушильную камеру t1.

Принципиальные схемы конвективных сушильных установок

Рис. 5 – Принципиальные схемы конвективных сушильных установок и процесс сушки в Id-диаграмме: а — с рециркуляцией воздуха; б — с промежуточным подогревом; в — с рециркуляцией и ступенчатым подогревом; 1 — дутьевой вентилятор; 2 — калорифер; 3 – сушильная камера; 4 — вагонетка с материалом

Уравнения смешения воздуха с параметрами в точках А и С:

(1 + n Iсм = I0 + I2; (62)

(1 + n dсм = d0 + d2, (63)

где n — масса воздуха с параметрами за сушильной камерой, приходящаяся на 1 кг сухого атмосферного воздуха, кг.

При известном n из этих уравнений можно определить Iсм или dсм. Зная dсм на прямой смешения АС можно найти точку М. При известном Iсм или dсм определяем

n = (dсм - d0) / (d2 - dсм). (64)

Удельные расходы атмосферного (свежего) и выбрасываемого в атмосферу воздуха для такой теоретической сушки одинаковы:

l = lт = 1000 / (d2,a - d0). (65)

Расход циркулирующего через сушильную камеру воздуха

lтл = 1000 / (d2,a - dсм), (66)

откуда следует, что lтц > lт.

Удельный расход теплоты определяется только начальным и конечным состоянием воздуха:

qт = lт·(I1 - I0). (67)

Для реальной сушилки при Δ < 0:

l = 1000 / (d2 - d0); lц = 1000 / (d2 - dсм); q = lц·(I1 - Iсм).} (68)

Рециркуляция сушильного агента применяется как при сушке деформирующихся материалов (досок, деревянных и керамических изделий), так и для недеформирующихся материалов, но требующих обязательной сушки во влажном воздухе.

Возврат отработавшего воздуха дает возможность вести процесс сушки при незначительной разности температур воздуха на входе и выходе из сушильной камеры, увеличить скорость потока и тем самым повысить коэффициенты тепло- и массообмена, сократить продолжительность сушки, уменьшить удельный расход теплоты по сравнению с установкой, работающей по разомкнутому циклу, производить более тонкое регулирование влагосодержания и температуры воздуха.

Сушилка с промежуточным ступенчатым обогревом воздуха в сушильной камере. Для понижения температуры воздуха в сушильной камере ее часто делят на несколько зон, между которыми устанавливают греющие поверхности для промежуточного подогрева воздуха. Схема и Id-диаграмма такой сушилки изображена на рис. 5, б. В этом случае обычно задаются верхним и нижним пределами температуры сушильного агента t1, t2. Атмосферный воздух нагревается в калорифере (2) первой ступени по линии АВ1 до t1 при постоянном влагосодержании d0 = d1. Затем, взаимодействуя с влажным материалом по линии В1С1 воздух охлаждается при постоянной энтальпии (теоретическая сушка) до t2. При параметрах в точке С1 влажный воздух направляется в калорифер второй ступени, где он нагревается до t1 при влагосодержании d′2. Начиная от точки В2, происходит охлаждение воздуха и так далее. Конечные параметры воздуха определяются точкой С3.

На Id-диаграмме построен процесс при Δ = 0. Действительная сушка в каждой ступени по условиям теплового баланса происходит при Δ < 0. Построение процесса при Δ < 0 будет таким же, как и для одноступенчатой сушилки, работающей по разомкнутому циклу. При этом точки С1, С2, С3 в Id-диаграмме сдвинутся влево. Штриховая линия показывает, что для сушки без ступенчатого подогрева воздуха потребовалось бы предварительное нагревание его до температуры t (точка В) более высокой, чем t1. Часто при одноступенчатом подогреве такая высокая температура сушильного агента t недопустима по технологическим условиям. Кроме того, в этом варианте требуется более высокое давление греющего водяного пара или воды. Количество сухого воздуха, поступающего и выходящего из сушильной установки с многоступенчатым подогревом,

t = 1000 / (C3·D0·Мd) = 1000 / (d′′′2d0). (69)

Расход теплоты

q = l·(AВ1 + C1B2 + C2B3MI, (70)

или

q ≈ 1000·(I3I0) / (d′′′2d0). (71)

В технологии сушки (например, при сушке древесины) встречаются сушильные установки с промежуточным подогревом и рециркуляцией воздуха после каждой ступени (рис. 5, в). Процесс такой сушки строится в Id-диаграмме последовательно для каждой ступени по аналогии с одноступенчатой установкой. Естественно, верхний предел температуры воздуха в установке с рециркуляцией t1,р будет меньше температуры воздуха в установках без циркуляции, т. е. t1,р < t1. Расход сушильного агента и теплоты в многоступенчатых установках с рециркуляцией следующий.

Расход сухого воздуха, переходящего из зоны в зону, l = 1000 / (d′′′2d0).

Количество воздуха, циркулирующего в каждой зоне, lц = (1 + п l.

Удельный расход теплоты для всей сушилки q = l·(I3 - I0).

Расход теплоты на одну зону (например, вторую) qΙΙ = l·(I2 - I1).

Возврат воздуха и в этом случае даст возможность понизить температуру сушильного агента до желаемых пределов, сохраняя при этом экономичность процесса.


© 2013 - 2017 Учебно-образовательный портал "Все лекции"
Материалы, представленные на страницах нашего сайта, созданы авторами сайта, присланы пользователями, взяты из открытых источников и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Все авторские права на материалы принадлежат их законным авторам.
Разработка сайта - Скобелев Алексей





Яндекс.Метрика