Многозольная идеальная сушилка

Диаграмма для идеальной сушилки приведена на рис. 11.29; обозначения точек и параметров процесса соответствуют указанным на принципиальной схеме. Вместо одной стадии нагрева и одной стадии сушки здесь нагрев СА в калорифере предшествует каждой зоне сушки, причем температура нагрева ограничена предельной величиной , обусловленной свойствами конкретного высушиваемого материала. Эта температура, как видно из диаграммы, заметно ниже () — температуры, до которой пришлось бы нагревать СА, чтобы обеспечить необходимый подвод теплоты при работе по схеме простой сушилки. На диаграмме принято (выполнение этого условия не обязательно), что на выходе из каждой зоны относительные влажности СА одинаковы и равны .

Рассматриваемый сушильный процесс включает по три чередующиеся стадии нагрева и сушки. Стадии нагрева СА в калорифере изображаются в диаграмме вертикальными () отрезками: и . Стадии идеальной сушки идут по , линии: и .

Количество теплоты в калорифере какой-либо зоны определяется из теплового баланса (контур — данный калорифер) для сушильного агента (см. разд. 11.3.2); получаемые расчетные выражения построены по типу (11.8). Для единицы времени, в расчете на 1 кг АСВ и на 1 кг уд.Вл, соответственно:

(11.15)

Тогда для отдельных зон рассматриваемой трехзональной сушильной установки, например в расчете на 1 кг удаляемой влаги, имеем (см. рис. 11.28 и 11.29):

(11.16)

где верхние индексы — номера зон, перед которыми установлены калориферы.

Общий расход теплоты в калориферах сушильной установки:

(11.17)

Поскольку при идеальной сушке , можно констатировать, что выражение (11.17) совпадает с (11.9), полученным ранее для простой идеальной сушилки. К этому же выводу можно прийти, рассматривая на рис. 11.29 вертикальные отрезки, характеризующие нагрев СА в калориферах в расчете на 1 кг АСВ: Напомним, что отрезок отвечает, как показано в разд. 11.3.3, нагреву СА в калорифере простой идеальной сушилки.

Рис. 11.29. Диаграмма для идеальной многозональной сушилки

Из изложенного следует, что переход от простой сушилки к многозональной не отражается на расходе теплоты в расчете на 1 кг АСВ или 1 кг уд.Вл (имеется в виду: при одних и тех же входных и выходных параметрах воздуха). Поскольку для простой и многозональной сушилок сравниваются процессы с одинаковыми значениями и , то, согласно формуле (11.7), изменение варианта сушильного процесса не отражается и на удельном (в расчете на 1 кг уд.Вл) расходе воздуха .

Удельные затраты теплоты на 1 кг влаги, удаляемой в сушильной установке, для калорифера отдельной зоны определяются по формуле (11.15):

(б)

Представляет интерес выяснение физического смысла выражения, где в знаменателе стояла бы разность влагосодержаний СА в данной зоне:

(в)

Здесь целесообразно сопоставить размерности числителя и знаменателя. Полная запись единиц измерения числителя: (Дж в i -м калорифере)/(кг АСВ); знаменателя: (кг уд.Вл в i -м зоне)/(кг АСВ). Тогда отношение (в) получает (после сокращения «кг АСВ») следующий смысл: затраты теплоты в i -м калорифере на 1 кг влаги, удаляемой в этой i -й зоне, но не во всей сушильной установке — в отличие от выражения (б).

11.4.2 Многозольная реальная сушилка

В основе расчета реальной сушилки лежит уравнение (11.11), учитывающее потери теплоты и оперирующее параметром сушки . Применительно к многозональным сушилкам здесь есть одна особенность: они возникли как альтернатива сушилкам с распределенным подводом теплоты в сушильную камеру. Поэтому в многозональных сушилках , так что всегда .

Рассмотрению, как и для простой сушилки, подлежат два варианта: определены (при построении идеальной сушилки) либо точки (состояния СА) на входе в зоны: либо точки на выходе из них: . Далее будем рассматривать один из этих вариантов; примем в качестве примера последний из них.

Общий путь построения реального процесса в диаграмме такой же, как и в случае простой сушилки, только построения надо проводить для каждой из зон. Точный расчет здесь осложняется отсутствием достоверных сведений о составляющих суммы теплопотерь по отдельным зонам. Если потери в окружающую среду для i -й зоны еще можно как-то оценить, то величины и по зонам рассчитать трудно, поскольку неизвестны промежуточные температуры транспортных приспособлений и материала при переходе из зоны в зону. Поэтому обычно используют приближенный подход, дающий, тем не менее, хорошие результаты. Сущность подхода:

— определяют составляющие для сушильной установки в целом (входные и выходные параметры составляющих известны), рассчитывают общие теплопотери , значит, и параметр сушки ;

— распределяют (по существу — теплопотери) по зонам пропорционально удаляемой в них влаге;

— строят реальный процесс по зонам, находят все необходимые параметры СА и проводят технологический расчет.

При реализации подхода необходимо найти параметры сушки для отдельных зон и причем

и (г)

Согласно принятому подходу, в расчете на 1 кг удаляемой влаги:

(д)

где — количества влаги, удаляемой в единицу времени в отдельных зонах; естественно, .

При известных в диаграмме точках на выходе из зон (рассматривается именно этот вариант) определение отношений не вызывает затруднений. В самом деле, имея в виду, что , соответственно (11.6) , а для i -й зоны из материального баланса СА по влаге с очевидностью получается Следовательно, Отсюда конкретно для зон:

(е)

Рис. 11.30. Диаграмма для реальной многозональной сушилки

Чтобы воспользоваться найденными значениями для построений в диаграмме , надо представить затраты теплоты в калориферах в расчете на 1 кг абсолютно сухого воздуха, т.е. перейти от к величинам

(ж)

Отрезки, соответствующие величинам (как и в простой сушилке, но в пределах отдельных зон), откладываются вверх (так как ) от точек идеального процесса и (рис. 11.30). В результате определяются точки реального процесса и . Жирные линии , и изображают реальный процесс сушки по зонам; эти линии расположены выше соответствующих линий идеальной сушки (тонкие линии ), поскольку при справедливо . Иными словами, в отсутствие подвода теплоты в зоны сушки () компенсация теплопотерь по зонам осуществляется за счет подвода большего количества теплоты в калориферы: приходится нагревать в них СА несколько выше, чем в случае идеального процесса.

По рис. 11.30 в результате построения получается, что СА в калориферах реально нагревается выше предельно допустимой температуры . Это надо предусмотреть в начале расчета, приняв при построении идеального процесса ограничивающую температуру () на несколько градусов ниже . Не исключено, что в ходе технологического расчета придется пару раз повторить построения, добиваясь, чтобы на входе в любую из зон температура СА не превышала максимально допустимую .

Заметим, что необходимости в этих итерационных операциях не возникает, если отталкиваются от идеального процесса при заданных точках (а точнее — уровня температур) на входе СА в зоны. Однако тогда смещаются в сравнении с идеальным процессом точки на выходе из зон, что сказывается на значении , следовательно и на величине отрезков . В результате и здесь расчет может приобрести итерационный характер, но уже не по входным температурам, а по . Итерации здесь можно избежать, если сообразовать построения с гипотетической простой сушилкой, характеризуемой тем же значением

Расходы теплоты в калориферах по зонам и в целом по установке рассчитываются на той же основе, что и в случае простой реальной сушилки:

(11.18)

в отличие от выражений (11.17) в качестве относительных энтальпий и здесь берутся величины, характерные для реального процесса сушки.

Практически может возникнуть проектная задача об определении числа зон, необходимых для обеспечения процесса многозональной сушки. При этом могут быть заданы входная и выходная точки 0 и 2 и ограничивающие условия, например одинаковые температуры воздуха на входе в зоны и его относительные влажности на выходе из них. Упомянутые точки и ограничения показаны на рис. 11.31. В целях упрощения определение числа зон на рисунке иллюстрируется на примере идеальной сушилки: попеременно строятся стадии нагрева СА в калориферах и сушки в сушильных камерах. По рисунку получается, что в заданных условиях необходимо более 4 зон; с некоторым запасом принимаем к проектированию сушильную установку с 5 зонами.

Рис. 11.31. К определению числа необходимых зон

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: