Влияние температуры сушильного агента на процесс сушки торфа

Внешний теплообмен влажного тела зависит не только от физических свойств среды, гидродинамических условий процесса, но и от интенсивности массообмена.

Как установлено многочисленными исследованиями, коэффициент теплообмена в процессе сушки больше по сравнению с теплообменом, неосложнённым массообменом.

Интенсивность внешнего теплообмена определяется коэффициентом теплообмена α и перепадом температур Δt между средой t_ср и материалом t_мат т.е. Δt = t_ср – t_мат. В этом случае удельный поток тепла составит

i = α(t_ср – t_мат) кДж/м²·ч (5.1)

Для периода постоянной скорости сушки убыль влаги за счёт испарений компенсируется её поступлением из внутренних слоёв. В этом состоянии температура поверхности материала равна температуре мокрого термометра. Парциальное давление пара у поверхности испарения соответствует давлению насыщенного пара при температуре мокрого термометра. Коэффициенты тепло- и массообмена остаются неизменными. Количество переданного материалу тепла при этом зависит только от перепада температур

Поскольку тепло, передаваемое сушимому материалу, в этом случае идёт только на испарение влаги, его величину можно оценить по количеству испаряемой влаги, определяемому экспериментально.

Цель работы

Установление влияния температуры сушильного агента на процесс сушки торфа.

Описание установки

Для проведения экспериментов используется сушильная установка ДИ-8. Устройство установки и её работа описаны в работе №2.

Методика проведения работы

1. С помощью терморегулирующего устройства устанавливается температура воздуха в сушильной камере равной .

2. Навеска фрезерного торфа массой 20 г распределяется равномерным слоем в кювете и устанавливается на подвеске квадратных весов в сушильной камере.

3. Тумблер на регулирующем устройстве включается в положение «Электродвигатель». Одновременно включается секундомер.

4. С интервалом 2 мин измеряется масса торфа. Для взвешивания тумблер переключается в положение «Освещение шкалы».

5. Продолжительность опыта 12 мин.

Температура сухого и мокрого термометров психрометра измеряется в начале и в конце опыта.

6. Опыты проводятся также при температуре в сушильной камере 70,90 и 100⁰С. Все замеры, проведённые в работе, заносятся в протокол испытаний.

Обработка экспериментальных данных

1. Содержание влаги в материале, влагосодержание материала определяются по формулам, приведённым в протоколе испытаний.

2. По полученным данным строятся кривые сушки, т.е. зависимости влагосодержания материала от времени для всех опытов. Построение ведётся на миллиметровой бумаге в выбранном масштабе.

3. Для периодов постоянной скорости сушки находится её значение по формуле

4. По средним показаниям сухого и мокрого термометров перед сушильной камерой с учётом поправки на скорость воздуха по формуле находится на диаграмме влагосодержание воздуха .

Учитывая постоянство влагосодержания воздуха при нагревании по температуре определяется Id диаграмме температура мокрого термометра в сушильной камере .

5. Для каждого опыта находится перепад температур .

6. На основании полученных данных строится график зависимости скорости сушки от температуры воздуха в сушильной камере т.е. .

Таблица 5

Протокол испытаний

Высушиваемый материал -

Масса исходного материала G₁, г -

Масса абсолютно сухого материала G_с, г -

№ опыта	Температура воздуха в камере t1, °С	Продолжительность опыта, мин	Показания психрометра, °С	Показания весов G, г	Рассчитанные величины
Содержание влаги в материале W = G – Gc, г	Влагосодержание материала U = (W/ Gc)·100, %	Скорость сушки для периода её постоян- ного значения ΔU /Δτ, %/мин	Температура мокрого термометра tм1, °С	Температурный перепад Δt = t1 - tм1 °С
Термометры
Сухой, t0	Мокрый, tм0

Список литературы

1. Алешин А.Н. Лабораторный практикум по искусственной сушке торфа. – Калинин: КПИ, 1982 – 48 с.

2. Гинзбург А.С. Расчет и проектирование сушильных установок пищевой промышленности. – М.: Агропромиздат, 1985 - 336 с.

3. Наумович В. М. Искусственная сушка торфа. – М.: Недра, 1984. – 220 с.

4. Снегирев Д.В. Расчет сушильных установок туннельного типа. Методические указания. – Тверь: ТГТУ, 1998 – 27 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Парциальное давление водяного пара в состоянии насыщения в зависимости от температуры влажного воздуха при В =99,36·10³ Па по данным (1)

Температура
Парциальное давление насыщенного водяного пара, кПа
	0,61	0,66	0,71	0,76	0,81	0,87	0,94	1,02	1,07	1,15
	1,23	1,31	1,4	1,5	1,59	1,71	1,82	1,94	2,06	2,19
	2,34	2,49	2,64	2,82	2,98	3,1	3,36	3,56	3,78	4,00
	4,24	4,46	4,86	5,1	5,33	5,63	5,95	6,27	6,63	6,99
	7,36	7,76	8,2	8,64	9,1	9,57	10,1	10,62	11,15	11,75
	12,35	12,99	13,61	14,4	15,01	15,75	16,38	17,3	18,2	19,05
	19,92	20,84	21,81	22,81	23,86	25,01	26,2	27,38	28,31	29,8
	31,1	32,45	34,1	35,45		38,45	40,17	41,9	43,6	45,5
	47,4	49,4	51,49	53,4	55,7	57,6	60,2	62,4		67,5
		72,7	75,7	78,4	82,5	84,5	87,7		94,3	97,7
99,4	99,36

Таблица 2

Относительная влажность воздуха () по данным (3)

Температура воздуха	Психометрическая разность
										-
										-
										-

Продолжение таблицы 2

Температура воздуха	Психометрическая разность
	71,5				-	-	-	-	-	-	-	-	-
			36,5		11,5	1,5	-	-	-	-	-	-	-
	76,5	57,5		28,5		9,5	2,5	-	-	-	-	-	-
	78,5	60,5	45,5	33,5	23,5	15,5			-	-	-	-	-
				37,5			13,5				-	-	-
	81,5	65,5	52,5		31,5		17,5			4,5	1,5	-	-
	82,5	67,5						15,5		7,5	4,5	2,5	0,5
	-		57,5	46,5				18,5		10,5			2,5
	-	-	-		40,5		26,5		16,5	12,5	9,5	7,5
	-	-	-	-	-	35,5		23,5				9,5	6,5
	-	-	-	-	-	-	-						8,5
	-	-	-	-	-	-	-	-	-	19,5

Таблица 3