ВОПРОС № 5. МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ТЕПЛОВОЙ БАЛАНСЫ СУШИЛКИ.

На рис. 5 изображена схема конвективной сушилки, состоя­щей из устройства для транспортирования материала (ленточный конвейер, вагонетки и т. д.), вентилятора и калориферов.

Обозначим массовый расход влажного материала, поступающе­го на сушку, G_H (кг/ч), массовый расход высушенного материала G_K (кг/ч), начальную и конечную влажность материала (мас. %) соответственно через W₁ и W₂, а количество влаги, удаляемой при сушке, через W(кг/ч).

Тогда материальный баланспроцесса можно представить равен­ством

(4)

для количества сухого вещества

(5)

или

(6)

Сопоставление равенства (4) и (5) дает

 

 

(7)

Обозначим количество абсолютно сухого воздуха или газа, по­ступающего на сушку, L (кг/ч), а влагосодержание (кг влаги на 1 кг абсолютно сухого воздуха) до поступления в сушилку через х₁ и на выходе из сушилки х₂.

 

Рис. 5. Схема конвективной сушилки:

1 — корпус сушилки; 2 — материал; 3 — ленточный транспортер; 4 — дополнительный калори­фер; 5 — основной калорифер; 6 — вентилятор.

Материальный баланс влаги

(8)

откуда расход сухого воздуха

 

 

(9)

Удельный расход воздуха (расход на 1 кг испаряемой при сушке влаги)

 

 

(10)

Тепловой баланс конвективной сушкисоставим по тому же рис. 5. На сушку поступает влажный материал в количестве G_c + W (кг/ч), который расположен на конвейере массой G_т (кг/ч). В сушилку пода­ется L (кг/ч) абсолютно сухого воздуха. При подогреве воздуха в ка­лорифере к нему подводится Q_к (кДж/ч) теплоты, а в сушильной ка­мере дополнительно может быть подведено Q_д (кДж/ч) теплоты.

Обозначим:

G_c — количество высушенного материала, кг/ч;

с_с —удельная теплоемкость высушенной части материала, кДжДкг · К);

с_т — удельная теплоемкость транспортирующих устройств, кДж/(кг · К);

t_н — температура до сушки, ºС;

с_в — теплоемкость воды, кДжДкг · К);

t_k — температура материала после сушки, °С;

t_т.н, t_т.к ^— температура транспортирующих устройств на входе в сушильную камеру и на выходе из нее, °С;

i₀— удельная энтальпия воздуха на входе в сушильную камеру, кДж/кг;

i₁ — удельная энтальпия воздуха после нагревания в калорифе­ре, кДж/кг;

i₂ — удельная энтальпия на выходе из сушилки, кДж/кг;

Q_n — потери теплоты в окружающее пространство, кДж/ч.

Тепловой баланс процесса можно представить уравнением

(11)

Из этого равенства можно определить расход теплоты на сушку

(12)