- •3.1.2.1. Граничні умови першого роду 27
- •Частина 1
- •1. Основні поняття та визначення
- •2. Математична модель конвективного теплообміну
- •2.1. Рівняння енергії
- •2.2. Рівняння руху (Навьє - Стокса)
- •2.3. Рівняння нерозривності
- •2.4. Математична модель конвективного теплообміну. Умови однозначності
- •3. Окремі випадки розв’язання математичної
- •3.1. Стаціонарна теплопровідність
- •3.1.1. Теплопровідність плоскої необмеженої пластини
- •3.3.1.1. Граничні умови першого роду
- •3.1.1.2. Граничні умови третього роду. Теплопередача
- •3.1.2. Теплопровідність необмеженої циліндричної стінки
- •3.1.2.1. Граничні умови першого роду
- •3.1.2.2. Граничні умови третього роду (теплопередача)
- •3.2. Нестаціонарна теплопровідність
- •4. Конвективний теплообмін
- •4.1. Основи теорії подібності
- •4.2. Основні принципи методу аналізу розмірностей
- •4.3. Критерії гідродинамічної подібності
- •4.4. Критерії теплової подібності
- •4.5. Критеріальне рівняння конвективного теплообміну
- •4.6. Принципи отримання окремих критеріальних залежностей
- •4.7. Окремі випадки конвективного теплообміну
- •4.7.1. Теплообмін при течії у трубах
- •4.7.2. Теплообмін при поперечному обтіканні
- •4.7.3 Теплообмін при природній конвекції
- •5. Теплообмін при зміні агрегатного стану
- •5.1. Теплообмін при кипінні
- •5.2. Теплообмін при конденсації пари
- •6. Теплообмін при випромінюванні
- •7. Методика розрахунку теплообмінників
- •7.1. Класифікація теплообмінних апаратів
- •7.2. Основні положення і рівняння теплового розрахунку
- •7.3. Гідромеханічний розрахунок теплообмінних апаратів
- •Частина 2
- •1. Нагрівання, охолодження, конденсація
- •1.1. Загальні поняття та визначення
- •1.2. Гріючі агенти і способи нагрівання
- •1.2.1. Нагрівання водяною парою
- •1.2.2. Нагрівання гарячою водою
- •1.2.3. Нагрівання топковими газами
- •1.2.4. Нагрівання високотемпературними теплоносіями
- •1.2.5. Нагрівання електричним струмом
- •1.3. Охолоджуючі агенти, способи охолодження і конденсації
- •1.3.1. Охолодження до звичайних температур
- •1.3.2. Охолодження до низьких температур
- •1.3.3. Конденсація пари
- •2. Випарювання
- •2.1. Загальні поняття та визначення
- •2.2. Однокорпусні випарні установки
- •2.2.1. Матеріальний баланс
- •2.2.2. Тепловий баланс
- •2.2.3. Поверхня нагрівання
- •2.2.4. Температурні втрати і температура кипіння розчинів
- •2.3. Багатокорпусні випарні установки
- •2.3.1. Основні схеми багатокорпусних випарних установок (бву)
- •2.3.2. Матеріальний баланс
- •2.3.3. Тепловий баланс
- •2.3.4. Загальна корисна різниця температур і її розподіл по корпусах
- •2.3.5. Розподіл загальної корисної різниці температур за умови рівності поверхонь нагріву корпусів
- •2.3.6. Розподіл загальна корисна різниця температур за умови мінімальної сумарної поверхні нагрівання корпусів
- •2.3.7. Вибір числа корпусів
- •2.4. Будова випарних апаратів
- •2.5. Розрахунок багатокорпусних випарних установок
- •2.5.1. Наближений розрахунок
- •2.5.2. Схема розрахунку багатокорпусної випарної установки
- •2.5.3. Уточнений розрахунок
- •3.1. Загальні відомості
- •3.2. Основні параметри вологого повітря
- •3.4. Рівновага при сушінні
- •3.5. Вологість матеріалу і зміна його стану в процесі сушіння
- •3.6. Матеріальний і тепловий баланс сушіння
- •3.7. Графоаналітичний розрахунок процесу сушіння
- •3.8. Варіанти процесу сушіння
- •3.8.1 .Сушіння з частковим підігрівом повітря в сушильній камері
- •3.8.2. Сушіння з проміжним підігрівом повітря по зонах
- •3.8.3. Сушіння з частковою рециркуляцією відпрацьованого повітря
- •3.9. Швидкість і періоди сушіння
- •3.10. Зміна температури матеріалу в процесі сушіння
- •3.11. Інтенсивність випару вологи
- •3.11.1. Випар вологи з поверхні матеріалу
- •3.11.2. Переміщення вологи у середині матеріалу
- •3.12. Тривалість процесу сушіння
- •3.13. Конструкції сушарок
- •4. Холодильні процеси
- •4.1. Термодинамічні основи одержання холоду
- •4.2. Методи штучного охолодження
- •Основна
- •Додаткова
- •Теплові процеси та апарати
3.7. Графоаналітичний розрахунок процесу сушіння
Розглянемо зображення процесу сушіння в теоретичній сушарці. Для розрахунку повинні бути відомі два будь-яких параметри зовнішнього повітря: звичайно такими параметрами є його температура t0 і відносна вологість φ0. По перетинанню ліній t0 = const і 0 = const знаходять точку А, що характеризує стан повітря перед калорифером.
З т. А проводять вертикаль до перетинання з ізотермою t1 = const, де t1 - температура повітря після калорифера, що повинна бути задана.
Точка перетинання В характеризує стан нагрітого повітря перед входом у сушильну камеру. Вертикальний відрізок АВ зображує процес нагрівання повітря в калорифері, що протікає при x0 = x1 = const. (x1 - вологовміст нагрітого повітря).
Зображення процесів сушіння на I-x діаграмі
а) теоретична сушарка (Рис. 3.6.);
б) дійсна сушарка (Рис. 3.7.).
Ламана лінія АВС - графічне зображення всього процесу зміни стану повітря в теоретичній сушарці (у калорифері й у сушильній камері), що працює за основною схемою.
Завершивши побудову, для точок А и С знаходять на діаграмі значення x0 = x1 і x2 і для точок В и А - значення I1 і I0, за допомогою яких визначають питому витрату тепла qк в основному калорифері. Помноживши величини l і qк на W, знаходять витрати повітря L і тепла Q на сушіння.
Домашнє завдання.
Для зображення процесу в дійсній сушарці з крапки А, що характеризує стан повітря перед калорифером, проводять вертикаль до перетинання з заданою ізотермою t1 = const. З т. перетинання В, що характеризує стан нагрітого повітря перед входом у сушильну камеру, проводять лінію I1 = const довільної довжини. На цій лінії вибирають будь-яку крапку е і відкладають від її нагору (при > 0) чи вниз (при < 0) відрізок
(123)
де ef - відстань по горизонталі від крапки е до лінії АВ (х0=х1=const);
М = mу/mх - відношення масштабів діаграми I-X.
Кінець відрізка еЕ (т.Е) лежить на лінії процесу в дійсній сушарці. Тому, з'єднуючи крапки Е и В і продовжуючи відрізок ВЕ до перетинання з заданою ізотермою t2=const (2=const), знаходять крапку С1 чи С2, що виражає стан відпрацьованого повітря. Опускаючи з крапки С1 чи С2 перпендикуляр на вертикаль АВ, будемо мати відповідно відрізок С1Д1 чи С2Д2, що характеризує збільшення вологовмісту повітря в сушильній камері в умовах дійсного процесу.
При відомих параметрах зовнішнього повітря (звичайно t0 і φ0) розрахунок сушарок можливий і в тому випадку, якщо температура нагрівання повітря t1 не задана в явному виді, а відомі які-небудь два параметри обробленого повітря (наприклад, t2 і φ2). У цьому випадку побудова процесу починають від заданої крапки (С, С1 чи С2).
Для теоретичної сушарки (див. мал. А) із заданої крапки С проводять лінію I1=I2=I=const до перетинання з вертикаллю х0=const у крапку В, через який і проходить шукана ізотерма t1=const.
Побудова процесу для дійсної сушарки так само починають від заданої крапки С1 (при >0), від якої відкладають униз (у масштабі ентальпій) відрізок С1К1=/l=(х`2-х0)/mУ (див. мал. б) і через отриману крапку К1 проводять лінію I1=const до перетинання з лінією Х0=const у крапці В. Через цю крапку буде проходити шукана ізотерма t1=const. Крапку В, що характеризує стан повітря при надходженні в сушильну камеру, з'єднують із крапкою С1. Лінія АВС1 зображує процес у дійсній сушильній камері при >0, коли зміна стану повітря в сушильній камері відбувається з підвищенням энтальпії (I2>I1).
Рис. 3.6. Зображення процесу сушіння на І-x діаграмі
(теоретична сушарка)
Рис. 3.7. Зображення процесу сушіння на I-x діаграмі
(дійсна сушарка)
При <0, коли зміна стану повітря в сушильній камері відбувається зі зниженням ентальпії (I2<I1), відрізок С2К2=/l=(х``2-х0)/m'У відкладають нагору від заданої крапки С2. Через отриману крапку К2 проводять лінію I1=const до перетинання з лінією Х0=const у крапці В.