Глава 15.3 Полный баланс энер­гии в процессе контакта газа с материалом

Уравнения (3-29) и (3-30) выражают полный баланс энер­гии в процессе контакта газа с материалом при удалении сво­бодной и связанной влаги. Уравнение (3-29) дает наклон пря­мой линии, соединяющей точки начального и конечного состоя­ний сушильного агента на диаграмме влажного газа. Эти урав­нения удобны не только при расчете сушильных аппаратов, но и при оценке их эффективности. Они позволяют, зная, напри­мер, расход сушильного агента и его температуру, рассчитать производительность по конкретному продукту либо по расходу сушильного агента и заданной производительности найти тре­буемую температуру газа, либо по расходу и температуре су­шильного агента и заданной производительности рассчитать минимально допустимую влажность продукта и другие вари­анты. В частности, комбинируя уравнение (3-30) с соотноше­ниями (3-8) и (3-18), получаем уравнение для удельного рас­хода сушильного агента

Уравнение (3-31) удобно для оценки требуемого расхода воздуха при заданном температурном режиме сушки. Из урав­нения (3-27) видно, что изменение состояния газа при  контак­те его с влажным материалом изображается на диаграмме I—X некоторой кривой линией. Анализ этой кривой показывает, что касательная к ней в любой точке имеет наклон, опре­деляемый уравнением (3-27), и пересекает кривую изменения состояния пленки газа, находящейся в равновесии с поверх­ностью материала, в полюсе Р, характеризующем условия взаи­модействия газа с материалом при постоянной температуре по­следнего.

Используя это свойство касательной, можно представить взаимодействие газа и материала при 0 = var в виде ряда по­следовательных элементарных актов контакта газа с материа­лом при постоянной температуре последнего в пределах каж­дого бесконечно малого изменения состояния парогазовой сме­си, но со скачкообразным изменением температуры материала при переходе к следующему акту взаимодействия. Таким об­разом, можно построить на диаграмме I—X график изменения состояния газа и материала для всего процесса взаимодейст­вия. Этот метод построения называется полюсным [91]. При­мер построения в диаграмме 1-Х кривых изменения состояния газа и материала в процессе сушки показан на рис. 3-5.

Чтобы связать изменение температуры материала с измене­нием параметров сушильного агента, совместим уравнения {3-27) и (3-28). С учетом уравнения (3-24) получим

 Полюсный метод построения процесса (по газу и материа­лу) точен. Для инженерного расчета часто бывает достаточно найти связь между началом и концом сушки, не строя всей кривой. Эту связь можно установить графически (рис. 3-6), проведя прямую, параллельную линии равновесных энтальпий в начале процесса, до пересечения в точке Y₀ с вертикалью Х₀ (влагосодержанием газа в начале контакта). Используя основ­ное свойство энтальпии как потенциальной функции, можно найти отрезок А₀Y₀, т. е. положение точки Л₀ на вертикали Х<о