ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Метод заключается в определении полного (за все время) внутреннего теплово-го КПД и изучения динамики его изменения в процессе сушки.

Основное уравнение кинетики сушки применимо к любому виду сушки на любом ее этапе

(1)

гдеq(t)-средний поток тепла в единицу времени на единицу поверхности высушивае-

мого тела;

ро - плотность сухого тела;

rv- отношение объема абсолютно сухого тела к поверхности влажного тела;

r- удельная теплота испарения влаги, равная сумме удельной теплоты испаре-

ния жидкости - гжи теплоты смачивания - гс;

- скорость сушки;

- среднее влагосодержание тела;

rb - критерий Ребиндера.

где: с - удельная теплоемкость влажного тела;

-средняя температура тела.

Величина , являющаяся безразмерной, показывает отношение коли-чества тепла, пошедшего на нагрев тела, к количеству тепла, идущего на испарение влаги за малый промежуток времени. Идеальным, с точки зрения тепловых затрат, является такой процесс сушки, когда все подводимое тепло идет на испарение влаги. Его можно описать уравнением (1), в котором критерий Ребиндера равен нулю. При этом предполагается, что к началу сушки материал находится в равновесном состоянии с окружающей средой, т.е. потенциал влагопереноса равен нулю . Тогда

(2)

где - средний тепловой поток в единицу времени на единицу поверхности,

затраченный только на испарение влаги.

Реально, при прочих равных условиях, на удаление того же количества влаги из того же материала затрачивается удельный тепловой поток -q(t), определяемый уравнением (1). Если учитывать только потери тепла на нагревание материала и не рассматривать все другие виды потерь, то можно, испопьзуя уравнение (2),задать мгновенное значение внутреннего теплового КПД сушкиh_qследующим образом

.(3)

Используя соотношение (3) и экспериментальные данные по сушке капиллярно-пористого коллоидного тела, была получена следующая графическая зависимость , где Зависимость рассмотрена на примере торфяной плиты (см. рисунок).

Зависимость между внутренним тепловым КПД-hqи влагосодержанием - w, %

в процессе сушки торфяной плиты при относительной влажности -j= 4%,

скорости движения агента сушки -u=4 м/с

и температуре средыtc= 75 ⁰С, 100 ⁰С,150 ⁰С,200 ⁰С

Зависимость при температуре средыtc=75 ⁰c в интервале влагосодержа-нияwот 10% до 25% имеет почти линейный характер. Приtc=100 ⁰c, 150 ⁰С, 200 ⁰С функция имеет вид сложной кривой, максимум которой смещается в сторо-ну уменьшения влагосодержания при увеличении температуры среды.

С помощью специально разработанной программы на ЭВМ подбирают наилуч-шую аналитическую зависимость для различных температур среды. При этом внутри рассматриваемого диапазона откпонение данных не превышает 2%.

Внутренний тепловой коэффициент полезного действия сушки за конечный промежуток времени отt1доt2можно определить как отношение общего количества теплоты, идущего на испарение влаги -qполезн., к общему количеству теплоты, пошед-шему на нагревание материала и испарение влаги из него -qзатр.Используя уравне-ние (1), выводится формула для расчета теплового КПД за конечный промежуток времени при внутреннем тепловлагопереносе

. (4)

Если в некотором интервале влагосодержания от до rv= const., r = const.,то в этом случае

. (5)

На основе экспериментальных данныхмогут быть однозначно пред-ставлены как конкретные функции от среднего влагосодержания материала -

Зная зависимость , с помощью уравнения (3) можно исследовать ди-намику измененияhqво время сушки.