Графоаналітичний розрахунок процесу сушіння

Розглянемо зображення процесу сушіння в теоретичній сушарці. Для розрахунку повинні бути відомі два будь-яких параметри зовнішнього повітря: звичайно такими параметрами є його температура t₀ і відносна вологість φ₀. По перетинанню ліній t₀ = const і j₀ = const знаходять точку А, що характеризує стан повітря перед калорифером.

З т. А проводять вертикаль до перетинання з ізотермою t₁ = const, де t₁ - температура повітря після калорифера, що повинна бути задана.

Точка перетинання В характеризує стан нагрітого повітря перед входом у сушильну камеру. Вертикальний відрізок АВ зображує процес нагрівання повітря в калорифері, що протікає при x₀ = x₁ = const. (x₁ - вологовміст нагрітого повітря).

Зображення процесів сушіння на I-x діаграмі

а) теоретична сушарка (Рис. 3.6.);

б) дійсна сушарка (Рис. 3.7.).

Ламана лінія АВС - графічне зображення всього процесу зміни стану повітря в теоретичній сушарці (у калорифері й у сушильній камері), що працює за основною схемою.

Завершивши побудову, для точок А и С знаходять на діаграмі значення x₀ = x₁ і x₂ і для точок В и А - значення I₁ і I₀, за допомогою яких визначають питому витрату тепла q_к в основному калорифері. Помноживши величини lі q_к на W, знаходять витрати повітря L і тепла Q на сушіння.

Домашнє завдання.

Для зображення процесу в дійсній сушарці з крапки А, що характеризує стан повітря перед калорифером, проводять вертикаль до перетинання з заданою ізотермою t₁ = const. З т. перетинання В, що характеризує стан нагрітого повітря перед входом у сушильну камеру, проводять лінію I₁ = const довільної довжини. На цій лінії вибирають будь-яку крапку е і відкладають від її нагору (при D > 0) чи вниз (при D < 0) відрізок

                                                                                      (123)

де     ef - відстань по горизонталі від крапки е до лінії АВ (х₀=х₁=const);

М = m_у/m_х - відношення масштабів діаграми I-X.

Кінець відрізка еЕ (т.Е) лежить на лінії процесу в дійсній сушарці. Тому, з'єднуючи крапки Е и В і продовжуючи відрізок ВЕ до перетинання з заданою ізотермою t₂=const (j₂=const), знаходять крапку С₁ чи С₂, що виражає стан відпрацьованого повітря. Опускаючи з крапки С₁ чи С₂ перпендикуляр на вертикаль АВ, будемо мати відповідно відрізок С₁Д₁ чи С₂Д₂, що характеризує збільшення вологовмісту повітря в сушильній камері в умовах дійсного процесу.

При відомих параметрах зовнішнього повітря (звичайно t₀ і φ₀) розрахунок сушарок можливий і в тому випадку, якщо температура нагрівання повітря t₁ не задана в явному виді, а відомі які-небудь два параметри обробленого повітря (наприклад, t₂ і φ₂₎. У цьому випадку побудова процесу починають від заданої крапки (С, С₁ чи С₂).

Для теоретичної сушарки (див. мал. А) із заданої крапки С проводять лінію I₁=I₂=I=const до перетинання з вертикаллю х₀=const у крапку В, через який і проходить шукана ізотерма t₁=const.

Побудова процесу для дійсної сушарки так само починають від заданої крапки С₁ (при D>0), від якої відкладають униз (у масштабі ентальпій) відрізок С₁К₁=D/l=D(х`₂-х₀)/m_У (див. мал. б) і через отриману крапку К₁ проводять лінію I₁=const до перетинання з лінією Х₀=const у крапці В. Через цю крапку буде проходити шукана ізотерма t₁=const. Крапку В, що характеризує стан повітря при надходженні в сушильну камеру, з'єднують із крапкою С₁. Лінія АВС₁ зображує процес у дійсній сушильній камері при D>0, коли зміна стану повітря в сушильній камері відбувається з підвищенням энтальпії (I₂>I₁).

                Рис. 3.6. Зображення процесу сушіння на І-x діаграмі                       

                                        (теоретична сушарка)  

            Рис. 3.7. Зображення процесу сушіння на I-x діаграмі     

                                     (дійсна сушарка)

При D<0, коли зміна стану повітря в сушильній камері відбувається зі зниженням ентальпії (I₂<I₁), відрізок С₂К₂=D/l=D(х``₂-х₀)/m^'_У відкладають нагору від заданої крапки С₂. Через отриману крапку К₂ проводять лінію I₁=const до перетинання з лінією Х₀=const у крапці В.