Глава 19.4 Термодинамический анализ

Линия be лежит между изобарой р_го = const и изохорой Vo = const, т. е. представляет собой политропу, описываемую уравнением p_гVⁿ=const. Так же и линия са, лежащая между изотермой Т_к = const и изобарой р_г._к=const, представляет со­бой политропу. Из анализа диаграмм р—V (рис. 3-19), Т—5 (рис. 3-20) и уравнения политропы следует, что показатель по­литропы п в процессе be имеет отрицательное значение (n<0), а в процессе са — положительное, причем 0<n<1.

На диаграмме Т—5 тепло, выделяемое или воспринимаемое воздухом, можно представить как площади под кривыми, изо­бражающими процессы нагревания, сушки,  смешения, так как дифференциальная теплота dQ=TdS. Таким образом, площадь abSoS_oo, эквивалентна количеству тепла, полученного газом в калорифере; площадь bcS_KS₀ представляет собой количество тепла, отданного воздухом в сушилке; площадь caS_ooS_Kсоответ­ствует теплу, потерянному с воздухом, выходящим из сушилки; площадь abc представляет собой теплоту, эквивалентную работе сушильного цикла.

Если бы процесс сушки был изобарным, то выделившееся в сушилке тепло было эквивалентно площади bc'S'_KS₀, т. е. боль­ше реально обмененного количества тепла на  величину заштри­хованной площади bc'S'_KS_Kc (см. рис. 3-20). Это и есть тепло, израсходованное на работу сушильного цикла и потерянное с уходящим газом в связи с полигропичностью реального процес­са сушки. Это потерянное тепло должно быть скомпенсировано соответствующим увеличением температуры или количества су­шильного агента.

Таким образом, в рассмотренных выше уравнениях теплово­го баланса (3-122) — (3-125) к обычным тепловым потерям q_тд через теплоизоляцию оборудования должны  быть добавлены термодинамические потери q_тд за счет политропичности процес­са сушки. Д. М. Левин [68] предложил следующие выражения для расчета q_Tд (в кДж/кг газа и кДж/кг влаги соответствен­но) :

Термодинамический анализ, проведенный Д. М. Левиным, показал, что д_тд снижаются при осуществлении процесса сушки с рециркуляцией газа и дополнительным вводом тепла в су­шилку. Основной причиной является то, что вместо одного цик­ла без рециркуляции совершается 1 циклов с рециркуляци­ей, и потери тепла с уходящим газом при той же температуре увеличиваются незначительно.