|
Сушка в условиях потоковой задачи
Будем увеличивать высоту псевдоожиженного слоя , а с ней и поверхность контакта . Очевидно, при достаточном возрастании внешний массоперенос уже не будет лимитировать процесс сушки, так как станет большой пропускная способность . Тогда выходное влагосодержание приблизится к — это следует из уравнения (11.34): при (практически — при достаточно большой величине ) , т.е. Такая ситуация показана на рис. 11.44: если высота слоя превышает некоторую величину (ее называют активным участком псевдоожиженного слоя), то без сколько-нибудь заметной погрешности можно практически считать, что . При этом допустимая погрешность устанавливается технологом, обычно ее выбирают на уровне 1-5 %; иначе говоря, отношение разностей концентраций в левой части выражения (11.34) полагают равным 0,01-0,05. Это означает, что с точностью 95-99 % массообмен в псевдоожиженном слое на участке можно считать завершенным. При увеличении сверх массообмен (сушка) может считаться законченным с еще большим основанием (меньшей погрешностью).

Рис. 11.44. К вырождению внешней задачи сушки в потоковую
Расчеты по уравнению (11.34) показывают, что при указанных значениях концентрационного комплекса величины получаются обычно на уровне нескольких миллиметров, для крупных частиц — порядка нескольких сантиметров. При псевдоожиженный слой в смысле внешнего массообмена трактуется как тонкий, и тогда справедливы все положения и соотношения предыдущего раздела. Однако со столь тонкими псевдоожиженными слоями работают только в исследовательских целях в лабораториях. На производстве используют ПС значительно большей высоты, так как тонкий слой в аппарате промышленных размеров структурно неустойчив из-за образования в слое «свищей», в которые устремляется основная доля газа. Поэтому в промышленных аппаратах, как правило, . А при независимо от кинетических характеристик внешнего массопереноса ; тогда можно утверждать, что внешняя задача сушки выродилась в потоковую — чаще по СА (т.е. по потоку ), реже по ТМ (по потоку ). В этих случаях для расчета процесса сушки достаточно уравнения материального баланса (11.30), дополненного условием равновесия в форме равновесного соотношения или графической зависимости типа показанной на рис. 11.20, б. Иными словами:
(11.35)
Задачи эксплуатации и проектирования при линейном описании равновесия (или при ) решаются аналитически для процессов класса 3(2-2)1. При произвольной форме кривой равновесия (именно этот случай чаще всего встречается при удалении связанной влаги) расчет ведется графоаналитически (рис. 11.45).
Для решения задачи эксплуатации, т.е. отыскания выходных концентраций и при заданных входных и и известных потоках и , перепишем выражение (11.35):
(11.35а)
Из точки под углом , так что , проводим. Точка ее пересечения с линией равновесия представляет собой точку выходных концентраций и , поскольку удовлетворяются оба поставленных условия:
— уравнение (11.35), (11.35а) — это видно из графика, так как отношение ;
— потоковый характер массопереноса, так как точка лежит на линии равновесия.

Рис. 11.45. Решение задач эксплуатации и проектирования при сушке в псевдоожиженном слое в условиях потоковой задачи
Типичная задача проектирования (чаще всего заданы концентрации и , ) решается еще проще: при известном значении по равновесной диаграмме вначале определяется ; далее из материального баланса (11.30), (11.35) отыскивается неизвестный поток (обычно , обеспечивающий заданную производительность по высушиваемому материалу ).
При решении задач эксплуатации и проектирования в условиях потоковой задачи нет необходимости в определении кинетических характеристик внешнего массопереноса типа , и др. (а также внутреннего массопереноса — и др. — см. следующий раздел). Надо только быть уверенным, что процесс ведется при , т.е. при достаточно высоких значениях поверхности контакта (строже: при достаточно высоких пропускных способностях внешнего массопереноса ).
Сушка в условиях потоковой задачи может происходить при удалении как свободной, так и связанной влаги.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|