Макрокинетика сушки. Герман Иванович Ефремов
href="#_165.jpg"/>
С учетом этой поправки парциальное давление водяного пара в движущемся воздухе находится как
где рн’– давление насыщенного водяного пара при температуре мокрого термометра; В – барометрическое давление, атм.
На Рис. 2.4, б показаны варианты процесса сушки от температуры t1 на входе до температуры t2 на выходе из сушилки. Линия ВD соответствует процессу в теоретической сушилке (h = соnst). Линии действительной сушки проходят либо выше нее ВD’, с повышением энтальпии (при подводе дополнительного тепла в сушилку), либо ниже ВD” с понижением энтальпии (при наличии теплопотерь в окружающую среду, на нагрев материала, на нагрев транспортных устройств). По линии теоретической сушки (адиабатического насыщения воздуха влагой) на h-d диаграмме для воздуха происходит изменение его параметров (температуры, влагосодержания и относительной влажности) за счет адиабатического испарения свободной поверхностной влаги в начальный первый период сушки.
Разность между температурой воздуха (сухого термометра) tс и температурой мокрого термометра tм, характеризует способность воздуха поглощать влагу из материала и носит название потенциала (движущей силы) сушки ε:
Потенциал сушки характеризует скорость испарения влаги из материала, которая зависит от состояния воздуха и температуры процесса, т. е. определяется совместным влияниям тепло- и массообмена. Когда воздух полностью насыщается влагой (tв = tм), потенциал ε становится равным нулю, и сушка прекращается.
Более удобно определять потенциал сушки по ε-d диаграмме (Рис. 2.5), предложенной Г. К. Филоненко [2], дающей связь между ε, d и tм. Она построена в более простых, прямоугольных координатах.
Поскольку теплота испарения, теплоемкость влажного воздуха и диффузионный критерий Прандтля, в сущности, не зависят от давления, то линии адиабаты (h = соnst) и температуры мокрого термометра (tм = соnst) на h-d диаграмме для воздуха одни и те же для разных давлений. Это дает возможность ее использовать при давлениях, отличных от атмосферного, с корректировкой других параметров диаграммы.
Следует отметить, что рассмотренная в данном разделе h-d диаграмма для воздуха дает возможность определить лишь статические его параметры и не описывает кинетику происходящих процессов.
Рис. 2.5 Диаграмма ε-d Г. К. Филоненко [2] для определения потенциала сушки.
Ниже рассмотрены примеры применения h-d диаграммы для воздуха при нахождении потенциала сушки и относительной влажности воздуха в сушилке.
Пример 4. Найти потенциал сушки для теоретической сушилки на входе ε1, выходе ε2 и среднее значение εср по следующим данным:
На входе в калорифер температура воздуха t0 = 22 °С, относительная влажность φ0 = 0,75; на выходе из сушилки температура воздуха t2 = 50 оС, относительная влажность φ2 = 0,5.
Решение. По известным параметрам t0 и φ0 находим на h-d диаграмме точку