ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика процесса сушки влажных материалов из "Сушка в химической промышленности" Характер протекания процесса сушки можно представить следующим образом. [c.61] Если влажный материал (w шг) поместить в среду нагретого сухого воздуха (Фп t pn рс), то вследствие большего давления паров воды над поверхностью материала, чем в воздухе, происходит массообмен с окружающей средой. Одновременно количество тепла, необходимое для фазового превращения воды, будет подводиться путем конвекции от среды к материалу (конвективная сушка). [c.61] В начальный момент материал прогревается и соответственно повышается интенсивность испарения при постоянном давлении паров в среде. Этот период называют периодом прогрева. В определенный момент температура материала достигает температуры мокрого термометра, соответствующей данному состоянию окружающего воздуха, а давление паров воды над материалом равно давлению насыщенных паров чистой жидкости. В период удаления влаги до w wr температура материала и давление паров жидкости над его поверхностью постоянны. [c.61] При неизменных параметрах воздуха (t = onst p — onst) количество воды, испаряющейся с 1 м2 поверхности материала за 1 ч, постоянно и не зависит от влажности материала. Этот период называют периодом постоянной скорости сушки. Следовательно, в этот период давление паров испаряющейся жидкости над поверхностью материала равно давлению насыщенных паров жидкости при температуре материала. Она равна температуре адиабатного испарения жидкости с соответствующими поправками на влияние растворенных веществ. [c.61] Описанное выше протекание процесса сушки характерно для квазистационарных условий при конвективном подводе тепла. В реальных условиях наблюдается градиент влажности и температуры тела в обоих периодах. Поэтому период падающей скорости сушки начинается, когда на поверхности испарения влажность равна или меньше гигроскопической (wn WT), в то время как в центре она значительно превышает гигроскопическую влажность или средняя влажность материала больше гигроскопической. Средняя интегральная влажность материала в условиях, когда на поверхности тела достигается гигроскопическая влажность и начинается период падающей скорости сушки, называется критической влажностью wKp. [c.62] На рис. 1-19 показано изменение влажности и температуры материала во времени. Изменение влажности материала (кривая сушки) имеет следующие характерные особенности. На первом участке (АВ) в периоде прогрева скорость сушки повышается, далее, в период постоянной скорости (ВС), изменение влажности во времени происходит по закону прямой (tgi ) = onst), а на участке D ( период падающей скорости сушки) — по экспоненте, переходящей в ассимптоту, ордината которой соответствует равновесной влажности we. Влажность в точке С соответствует критической влажности Шкр, которая практически всегда больше гигроскопической. [c.62] Изменение влагосодержа-ния w и температуры t тела в процессе сушки при постоянных температуре i и влажности фс воздуха ( , ц — температура материала соответственно на поверхности и в центре тела т — время сушки). [c.62] На рис. 1-20 показана зависимость скорости сушки и температуры от влажности материала. Кривые скорости имеют аналогичные характерные точки перехода из одного периода сушки в другой. Точка С соответствует критической влажности материала. В период падающей скорости кривые имеют различный вид в зависимости от режима сушки и форм связи влаги с материалом. Кривые, обращенные выпуклостью к оси влажности, характерны для капиллярно-пористых тонких или мелкодисперсных материалов. Перегиб на кривой скорости сушки указывает на изменение характера перемещения влаги в материале. Сушка капиллярно-пористых тел протекает с углублением зоны испарения, что отражается на характере температурных кривых и скорости сушки. [c.63] Если влага в теле перемещается в виде жидкости (е = 0), то = дц = onst, т. е. температура тела в любой точке одинакова и равна температуре мокрого термометра. Критерий Кирпи-чева (Kim) изменяется от нуля (очень медленная сушка) до двух (мгновенная сушка). [c.64] Конец периода постоянной скорости сушки характеризуется средней (в объеме) критической влажностью (wKp). Ее значение зависит от интенсивности сушки (скорости и температуры потока воздуха), размера тела и его начальной влажности. С увеличением скорости потока воздуха критическая влажность возрастает так же она зависит и от температуры среды при конвективной сушке. С увеличением влажности воздуха критическая влажность снижается, поскольку в этом случае интенсивность испарения уменьшается, а коэффициент диффузии влаги значительно возрастает из-за повышения температуры тела в период постоянной скорости сушки. Для материалов с малой удельной поверхностью критическая влажность может быть выше начальной. В этом случае процесс сушки с самого начала протекает в периоде падающей скорости. [c.64] Для шара в уравнении (1-120) вместо 1/3 необходимо подставить VB, а для неограниченного цилиндра — V4. [c.64] Вернуться к основной статье