Макрокинетика сушки. Герман Иванович Ефремов
паром в калорифере тепла 10000 Вт.
Решение: По табл. 2.1 для абсолютного давления 0,1+ 0,5= 0,6 (МПа) находим температуру пара 158,1 oС.
Расход греющего пара определяем по уравнению (2.3):
Здесь r = 2095 кДж/кг, также находится по таблице 2.1.
2.2 Горячий воздух
Воздух, обычно нагреваемый в калорифере водяным паром, является теплоносителем (сушильным агентом) и одновременно переносчиком паров воды, испарившейся за счет подведенного тепла из влажного материала. Таким образом, воздух в конвективных сушильных установках всегда влажный. Атмосферный воздух также содержит водяной пар, количество которого зависит от температуры воздуха, времени года, погоды и других местных условий.
Отдача теплоты нагретым воздухом стенке теплообменника приблизительно в 500 раз ниже, чем насыщенным водяным паром, поэтому нагретый воздух для сушки обычно используют при непосредственном контакте с влажным материалом.
Влажный воздух характеризуется следующими параметрами: температурой t, точкой росы tр, влагосодержанием d, абсолютной и относительной влажностью φ, энтальпией h и энтропией S.
Влагосодержание d – это количество содержащихся в воздухе водяных паров (в кг), отнесенное к 1 кг абсолютно сухого воздуха.
Абсолютная влажность – это масса водяного пара (кг), содержащаяся в 1 м3 влажного воздуха. Она равна плотности водяного пара ρп при температуре воздуха t и парциальном давлении пара рп.
Относительной влажностью φ называется массовое количество содержащихся в воздухе паров, отнесенное к содержанию их в состоянии насыщения при той же температуре, т. е. отношение плотности водяного пара к плотности насыщенного пара:
Относительная влажность берется в долях или процентах. Принимая, что влажный воздух подчиняется законам идеального газа, отношение плотностей (2.4) можно заменить отношением соответствующих давлений:
Относительную влажность воздуха определяют специальным прибором-психрометром, либо по диаграмме Рамзина h-d для воздуха (см. ниже). Влагосодержание воздуха определяется отношением плотности пара к плотности абсолютно сухого воздуха при той же температуре:
Ряд значений d для температур от 0 до 100°С и относительной влажности φ от 5 до 100% приведены в табл. 2.2 (для среднегодового барометрического давления 99,3 кПа, т. е. 745 мм рт. ст. [1]).
Для установления аналитической связи между влагосодержанием и относительной влажностью φ запишем выражение (2.6) с учетом уравнения Менделеева-Клайперона:
Таблица 2.2 Влагосодержание воздуха d · 103 кг/кг при различных φ и t для давления 745 мм рт. ст. (99,3 кПа)
Подставляя мольную массу воды Мп = 18 и мольную массу абсолютно сухого воздуха Мсв = 29, с учетом (2.5) и закона Дальтона, согласно которому давление рсв равно разности общего давления влажного воздуха Р и парциального давления водяного пара в нем рп получим выражение:
Точка