11.1. Нанесение на Id-диаграмму элементарных процессов

Процессы нагревания и охлаждения воздухаВ многообразных сушильных процессах нагревание и охлаждение неизменного количества (и давления) воздуха обычно происходят в результате теплообмена между воздухом, с одной стороны, и сухими нагревающими или охлаждающими поверхностями — с другой. Если влагообмена нет, влагосо-держание воздуха при теплообмене остается неизменным (d=const). Следовательно, процесс нагревания (например, в калорифере) или охлаждения воздуха (у холодной сухой стены) на Id-диаграмме наносят по направлению линий постоянного влагосодержания (d=const), т. е. по вертикали. Это положение— одно из важнейших при рассмотрении сушильных процессов.

При нагревании воздуха точка A (рис. 9,а), характеризующая начальное его состояние, переместится на Id-диаграмме вверх в точку В, а при охлаждении — вниз в точку Н. Несмотря на неизменное влагосодержание dА=const и постоянное давление пара рА=const, степень насыщенности пара в воздухе φ при нагревании уменьшается, а при охлаждении увеличивается, поскольку в первом случае повышается, а во втором понижается влагоемкость. Если продолжать охлаждение воздуха, точка Н может сместиться на линию ф=1,0 (точка Р).

В сушильных установках обычно наблюдается последний случай конденсации влаги —с образованием росы и одновременно тумана. Количество выпавшей жидкости в первом случае будет соответствовать разности влагосодержаний в начале dр и в конце dм процесса конденсации влаги.

В случае частичного туманообразования количество выпавшей на холодную поверхность жидкой влаги равно разности влагосодержаний воздуха в точках A и С, между начальным dА и промежуточным dС его влагосодержанием, т.е. dА—dс.

Линия МЕ прямая. Она представляет собой часть изотермы МЕ. Отрезок МЕ есть геометрическое место точек С конечного состояния тумана при одновременном протекании двух процессов выделения из воздуха влаги: его можно рассматривать в виде результата раздельного отражения этих процессов— выпадения на поверхности жидкой влаги РХ и туманообразования ХС.

Если с поверхности отвести воду в количестве dр—dм и нагреть воздух, чтобы его пар достиг начальной насыщенности φA, состояние воздуха определится точкой K.. В этой точке воздух будет характеризоваться как меньшим влагосодержанием (dа>dК), так и пониженной энтальпией (в результате выделения и отвода тепла при конденсации пара) по сравнению с начальным состоянием воздуха в точке А.

Если нагревать туман, характеризующийся точкой Е, до достижения им состояния в точке Р, а затем подогревать воздух до той же кривой φА, получим начальное состояние воздуха в точке А. Следовательно, этот процесс обратим.

В случае нагревания воздуха, обозначенного точкой С, до начального состояния φ, его параметры зафиксируются точкой Т, показывающей частичное снижение (на величину dА—dС) влагосодержания воздуха.

Таким образом, уменьшить содержание пара в охлаждаемом воздухе можно разными способами: а) выделением из него росы на холодную поверхность; б) туманообразованием; в) сочетанием обоих этих способов. Отсюда выявляются направления соответствующих инженерных разработок и их эффективность по снижению содержания пара в воздухе, а также по его обестуманиванию.