45. Сушильные агенты. Выбор сушильного агента и режима сушки.

В качестве сушильного агента могут использоваться нагретый воздух, топочные газы и их смеси с воздухом, инертные газы, перегретый пар. Если не допускается соприкосновение высушиваемого материала с кислородом воздуха или если пары удаляемой влаги огнеопасны, сушильными агентами служат инертные газы (азот, СО₂ и др.) либо перегретый водяной пар. В простейшем случае сушильный процесс осуществляется т. обр., что сушильный агент, нагретый до т-ры, предельно допустимой для высушиваемого материала, однократно используется в аппарате. Для термолабильных материалов (напр., полиэтилена) сушильный агент только частично подогревается в осн. калорифере, а остальную теплоту получает в дополнит. калориферах, установленных в сушильной камере.

Выбор сушильного агента зависит от типа сушки, вида материала.

Режимом сушки называется расписание температуры и влажности сушильного агента, изменяемых или поддерживаемых на одном уровне на протяжении процесса сушки в зависимости от влажности высушиваемого материала. Это расписание может координироваться по времени процесса и применяться в отдельных частных случаях. Расписание режимов сушки общего назначения предусматривает постепенное повышение температуры и понижение относительной влажности сушильного агента. Все режимы задаются для состояния воздуха (газа), входящего в сушилку, а не выходящего из них. Основными параметрами режимов сушки являются температура и психрометрическая разность (температура по сухому и мокрому термометрам) воздуха (газа). В зависимости от температуры и влажности сушильного агента интенсивность испарения влаги может быть различной. Интенсивность процесса принято называть жесткостью режима. При одинаковой температуре более жестким или менее мягким будет режим, имеющий меньшую относительную влажность сушильного агента по ступеням режима. При одинаковой относительной влажности сушильного агента более жестким или менее мягким будет режим, имеющий более высокую температуру. Номера режимов сушки, рекомендуемые нормативами по камерной сушке пиломатериалов, возрастают с уменьшением жесткости режимов. Режимы назначают в соответствии с видом высушиваемых материалов, их влажностью, категорией качества сушки и типом сушильных камер.

49.Простой сушильный вариант теоретической и реальной сушилок

Для анализа и расчета процессов сушки удобно ввести понятие о теоретической сушилке, в которой температура материала, поступаю­щего на сушку, равна нулю, нет расхода тепла на нагрев материала и транспортных устройств, нет дополнительного подвода тепла в самой сушильной камере и потерь тепла в окружающую среду. Следовательно, для теоретической сушилки

(1)

и, согласно выражению (2)

При этом в соответствии с урав­нением теплового баланса

(3)

при не равном 0 для теоретической су­шилки

т. е. процесс сушки в такой сушил­ке изображается на I-х -диаграмме линией I= const .Это означа­ет, что испарение влаги в теорети­ческой сушилке происходит только за счет охлаждения воздуха, при­чем количество тепла, передаваемо­го воздухом, полностью возвращается в него с влагой, испаряемой из материала.

В действительных сушилках энтальпия воздуха в сушильной камере обычно ие остается постоянной. Если приход тепла в камеру сушилки больше его расхода т. е. величина положи­тельна [см. уравнение 2), то в соответствии с уравнением 3 энтальпия воздуха при сушке возрастает ( )При отрицательном значении энтальпия воздуха в процессе сушки умень­шается

В частном случае в действительной сушилке возможны условия, при которых отдельные члены правой части уравнения 2 хотя и ие равны нулю, как для теоретической сушилки, но вследствие того, что приход тепла в сушильную камеру равен его расходу

Величина также будет равна нулю и процесс сушки в действительных условиях равнозначен процессу в теоретической сушилке.

Рассмотрим изображение процесса сушки в теоретической сушилке.

Для расчета должны быгь извест­ны два любых параметра наружного воздуха; обычно такими параметрами являются его температура t₀ и относительная влажность ₀. По пересече­нию линий t₀ = соnst и = соnst находят точку А, характеризующую состояние воздуха перед калорифером. Из точки А проводят вертикаль до пересечения с изотермой t₁ = соnst, где t₁ — температура воздуха после калорифера, которая должна быть задана. Точка пересечения В характеризуег состояние нагретого воздуха перед входом в сушильную камеру. Вертикальный отрезок АВ изображает процесс

Рис.а-теоретич.сушилка;б-действительная сушилка

нагрева воздуха в калорифере, протекающий при х₀ = х₁ = соnst (x₁ — влагосодержаиие нагретого воздуха).

Из точки В проводят линию I₁, которой изображается адиабатический процесс изменения состояния воздуха в сушилке. Кроме величин х_{0 ,} и t₁ при расчете должен быть задан одни из параметров отработанного воздуха — обычно t₂ или Поэтому, продолжая линию = соnst до пересечения с изотермой t₂ =соnst или линией =соnst, получают точ­ку С, выражающую состояние отработанного воздуха на выходе из су­шилки. Отрезок ВС, параллельный оси абсцисс = = соnst , изоб­ражает охлаждение воздуха в процессе сушки.

Ломаная линия АВС — графическое изображение всего процесса из­менения состояния воздуха в теоретической сушилке (в калорифере и сушильной камере), работающей по основной схеме.

Завершив построение, для точек А и С находят на диаграмме значения х₀ =х₁ и х₂ и для точек В и А — значения и с помощью которых определяют удельный расход тепла q_к в основном ка­лорифере. Умножив величины l и q_к на W, находят расходы воздуха L и тепла Q на сушку.

Для изображения процесса в действительной сушилке из точки А, характеризующей состояние воздуха перед калорифером, проводят вертикаль до пересечения с заданной изотермой t₁ =соnst. Из точки пересечения B характеризующей состояние нагретого воздуха перед входом в сушильную камеру (рис.), проводят линию = соnst произвольной длины. На этой линии выбирают любую точку е и откладывают от нее вверх (при > 0) или вниз (при < 0) отрезок

где еf₁ — расстояние по горизонтали от точки е до линии АВ(х₀ = х₁ = соnst) М = m_у/m_х — отношение масштабов диаграммы I-x

Конец отрезка еЕ (точка E) лежит на линии процесса в действитель­ной сушилке. Поэтому, соединяя точки Е и В и продолжая отрезок ВЕ до пересечения с заданной изотермой t₂ = соnst (или = соnst), находят точку С₁ или С₂, выражающую состояние отработанного воздуха. Опуская из точки С₁, или С₂ перпендикуляр на вертикаль А В, будем иметь соответ­ственно отрезок С₁D₁ или С₂D₂, характеризующий увеличение влагосодержания воздуха в сушильной камере в условиях действительного про­цесса.