Глава 09.6 Температура материала в периоде постоянной скорости сушки

При определении температуры материала можно допустить ошибку меньшей величины по следующим причинам: во-первых, температуру материала легче замерять в опытах, поэтому закон ее изменения изучен; во-вторых, абсолютное изменение темпера­туры материала невелико по сравнению с температурой агента сушки и соответственно со средним температурным напором. По­этому расчет сушильных процессов по уравнению теплообмена с соответствующими поправками более прост и точен по сравнению с расчетами по массообменным уравнениям.

Температура материала в периоде постоянной скорости сушки равна температуре мокрого термометра, поэтому для расчета Д/_ср используют соотношение (II-54). В периоде падающей скорости сушки температура материала является функцией его влажности и температуры агента сушки.

Для параллельноточных сушильных камер в приближенных инженерных расчетах можно допустить линейную зависимость температуры материала от его влажности (рис. II-13, а). При этом принимают, что при равновесной влажности температура мате­риала равна температуре отходящего из сушилки газа. Тогда

При небольших значениях критерия Bi можно принимать w^c_кр = (гигроскопическое влагосодержание материала).

Коэффициенты тепло- и массообмена определяют из соответ­ствующих критериальных соотношений, полученных опытным пу­тем при исследовании процесса сушки на модельных или промыш­ленных установках.

Следует отметить, что в большинстве случаев мы получаем не истинное значение коэффициента тепло- и массообмена, а услов­ное, величина которого определяется принятой методикой обра­ботки опытов. Такое обстоятельство объясняется тем, что в опы­тах, как правило, замеряют не температуру поверхности тела, а среднюю температуру частиц. Отсюда получаются заниженные значения коэффициентов теплообмена. Этим} главным образом можно объяснить расхождение значений коэффициентов тепло- и массообмена, полученных при различных исследованиях одного и того же метода сушки. Отличие расчетного коэффициента тепло­обмена от истинного его значения тем больше, чем больше градиент температуры внутри тела. При углублении зоны испарения опре­деление истинной температуры поверхности теплообмена вызы­вает дополнительные трудности. Вероятно, по этой причине для установок с кипящим слоем получаются заниженные условные значения коэффициента теплообмена, несмотря на интенсивные гидродинамические режимы процесса.

Строго говоря, коэффициент теплообмена а можно точно опре­делять только для периода постоянной скорости сушки. Поэтому для периода падающей скорости сушки лучше пользоваться по­нятием удельного потока тепла q [в ккал/(м² -ч) ]. 

При сушке во взвешенном состоянии (в распылительных су­шилках, пневмотрубах и т. д.) процесс испарения в большой сте­пени зависит от полидисперсности материала. Из-за наличия мел­ких частиц, сушка которых протекает очень интенсивно, быстро понижается температура среды. Поэтому крупные частицы вы­сушиваются при более низких потенциалах переноса тепла, что значительно удлиняет их сушку. Следовательно, характер сушки полидисперсных и монодисперсных материалов различен. В первом случае процесс менее интенсивен из-за замедленного удаления влаги из более крупных частиц, где находится основная масса- влаги. В связи с этим в расчеты по усредненным параметрам прй сушке полидисперсных материалов в аппаратах, близких к реч жиму идеального вытеснения, необходимо вводить поправку ня движущую силу. В аппаратах идеального смешения полидисперсч) ность материала не влияет на уменьшение потенциала перенос) тепла или массы для крупных частиц.

Таким образом, зная величины П, Дt_ср, а и E Q, по уравне­нию (II-48) рассчитывают поверхность тепло- и массообмена F. Для сушилок с известной и легко регулируемой длительностью сушки (конвейерные, туннельные, камерные, шахтные и др.) по-