Основні параметри вологого повітря:

Тоді вологе повітря, як волого-та теплоносій характеризується наступними параметрами:

1) абсолютна вологість;

2) відносна вологість;

3) вологовміст;

4) ентальпія.

Абсолютна вологість – це кількість водяної пари по масі, яка приходиться на 1 м³повітря.

Відносна вологість – це кількість відношення абсолютної вологості в даних умовах до абсолютної вологості в стані насичення, при тій же температурі:

• – густина вологого повітря;

• – густина насиченої пари.

Таким чином відносна вологість показує ступінь відхилення повітря від

насиченого стану.

Відносна вологість – це одна з основних характеристик повітря як сушильного агенту, вона визначає вологоємність,тобто здатність повітря до насичення парами вологи.

Вологоємність –це відношення маси водяних парів до маси абсолютно сухого повітря:

Ентальпія – це кількість енергії, яка приходиться на 1 кг сухого повітря:

,

де r₀ – прихована теплота пароутворення:

Таким чином, повітря як сушильний агент характеризується температурю t, ентальпією І, відносною вологістю φ, вологовмістом χ, парціальним тиском вологих парів в повітрі р_вп.

Діаграма вологого повітря

Аналітичний метод розра-хунку сушильних установок складний і громіздкий. Набагато простішим методом розрахунку є графічний метод за допомогою діаграми, запропонованої Л.К. Рамзіним.

На діаграмі (Рис. 15.2) по осі абсцис відкладено вологовміст матеріалу, по осі ординат – температуру і ентальпію. На діаграмі нанесені лінії постійного вологовмісту, постійної ентальпій, температури, відносної вологостіта парціального тиск водяної пари.

Діаграма зображає стан вологого повітря. Будь-яка точка на діаграмі характеризує стан повітря як сушильного агенту.

Рис. 15.2 Діаграма І-х для вологого повітря

Процес нагрівання та охолодження на і-х діаграмі

При нагріванні вологого повітря в калорифері його відносна вологість зменшується, а вологовмістзалишається постійним.- вологовміст свіжого повітря, яке зайшло в калорифер.

Нагрів від донадіаграмі зображається вертикальною лінієюАВ. Охолоджуючись, повітря досягає точки насичення , при цій температура випадає перша крапля роси.

Матеріальний баланс:

G₁ = G₂ + W

G₁(1 – ω₁) = G₂(1 – ω₂)

Рис. 15.3. Відображення процесу сушіняння на І-хдіаграмі.

Теоретична сушарка.

.

Позначимо L – масовий видаток абсолютно сухого повітря (кг повітря/с).

Матеріальний баланс по волозі:

, Lх₀ – маса вологи, яка вийде із сушарки.

.

Кількість повітря, яка необхідна для випаровування 1 кг вологи називається питомий видаток повітря:

Кількість теплоти можна визначити по тепловому балансу.

В основі лежить закон збереження енергії, тобто кількість теплоти, яка ввійшла в установку дорівнює кількості теплоти, яка вийшла з установки, тоді прихід теплоти в сушарці із свіжим повітрям LІ₀.

Матеріал, який заходить в сушарку ми поділимо на дві складові:

G₂c_мθ₁ – кількість теплоти, яка зайшла в установку із висушеним матеріалом, Wc_вθ₁ – кількість теплоти, яка зайшла із вологою в сушарку.

З транспортними засобами: G_тc_тt₁, Q_к – з калорифера, Q_д – з додаткового калорифера.

Теплота на виході із сушарки: LІ₂ – з відпрацьованим повітрям, G₂c_мθ₂ – з висушеним матеріалом, G_тc_тt₂ – з транспортними засобами, Q_затр– витрати тепла в навколишнє середовище. Підсумок:

LІ₀ + G₂c_мθ₁ + Wc_вθ₁ + G_тc_тt₁ + Q_к + Q_д = LІ₂ + G₂c_мθ₂ + G_тc_тt₂ + Q_затр

Q_к + Q_д = L(І₂ – І₀) + G₂c_м(θ₂ – θ₁) + G_тc_т(t₂ – t₁) – Wc_вθ₁ + Q_затр

q_к + q_д = l(І₂ – І₀) + q_м + q_т – c_вθ₁ + q_затр – кількість теплоти, яка йде на випаровування 1 кг пари.

q_к = l(I₁ – I₀)

l(I₁ – I₀) + q_д = l(I₂ – I₀) + q_м + q_т – c_вθ₁+ q_затр

l(I₂ – I₁) = q_д + c_вθ₁ – q_м – q_т – q_затр = Δ

Величина Δ називається внутрішнім балансом сушарки і показує різницю між приходом та видатком теплоти сушарки.

l(I₂ – I₁) = Δ

Для аналізу і розрахунку сушарки для зручності вводять поняття теоретичної сушарки – це така сушарка, в якій Δ=0, тобто І₂=І₁, отже процес сушіння в такій сушарці відображається прямою лінією паралельною лінії І=const. В дійсності Δ≠0, а може бути більшим або меншим від нуля і тоді процес відображається на І-х діаграмі лінією непаралельною лінії І=const.