29 | 07 | 2017
Учебные материалы
Для преподавателей
Работы студентов
Справочная и техническая литература
Статьи по темам

Свойства воздуха как агента сушки

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 4.25 (2 Голосов)

Свойства воздуха как агента сушки

Воздух в процессе конвективной сушки является активным участником обезвоживания, выполняя одновременно три функции: теплоносителя, влагопоглотителя и влагоудалителя.

Роль теплоносителя заключается в передаче части тепла воздуха высушиваемому материалу, благодаря чему интенсифицируются диффузионные процессы внутри его. При этом, чем выше температура нагретого воздуха, подводимого к поверхности высушиваемого материала, тем большее количество тепловой энергии он несет с собой и тем быстрее и больше он может испарить влаги из продукта.

В сушильной технике воздух рассматривается как смесь сухих газов с парами воды. Барометрическое давление влажного воздуха равно сумме парциальных давлений его составляющих, то есть сухой части и пара.

(17)

где p – общее барометрическое давление влажного воздуха, Па; рс. в и рп – парциальное давление соответственно сухого воздуха и пара.

Способность воздуха выполнять функцию влагопоглотителя зависит от степени его насыщенности водяными парами. Существует строгая зависимость между температурой воздуха и максимальным содержанием водяных паров .

При движении воздуха относительно высушиваемого материала с одновременным поглощением выделяющихся паров осуществляется функция влагоудалителя.

К термодинамическим параметрам воздуха относятся влажность (абсолютная и относительная ), плотность, объем и энтальпия.

Абсолютная влажность ρп – масса водяного пара, находящегося в 1м3 влажного воздуха, то есть плотность пара.

Абсолютная влажность воздуха может возрастать до максимально возможного содержания пара, ρмах т. е. до полного насыщения ρмах=ρн.

Температура, при которой воздух данного состояния становится насыщенным, называется точкой росы tp.

Плотность насыщения ρн определяют по таблицам водяного пара.

Относительная влажность воздуха φ – отношение массы водяного пара (в % ), находящегося в 1 м3 влажного воздуха, к максимально возможной массе его в этом же объеме при том же давлении и температуре:

(18)

Применяя приближенно для влажного воздуха уравнение состояния газа, получим

(19)

где рп – парциальное давление пара в воздухе, Па; рн – давление насыщенного пара, Па.

Относительная влажность воздуха характеризует способность воздуха поглощать влагу, то есть степень него насыщения паром: чем она ниже, тем выше сушильная способность воздуха. Воздух, полностью насыщенный водяными парами (φ= 100%), не способен поглощать влагу, его сушильная способность равна нулю.

Удельное влагосодержание d (в граммах) или х (в килограммах) – масса водяного пара, отнесенная к 1 кг сухого воздуха.

d = 622рп/(р - рп) (20)

х = 0,622рп/(р - рп) (21)

На основании формулы (21) заменим рп =φрн, тогда

d = 622 φрн/(р - φрн) (22)

х = 0,622 φрн/(р - φрн) (23)

Объем влажного воздуха определяют по уравнению

(24)

Плотность влажного воздуха можно рассчитать по формуле

(25)

где Т – температура влажного воздуха, К.

Удельная энтальпия i влажного воздуха определяется как сумма энтальпии 1 кг влажного воздуха и энтальпии пара, приходящегося в смеси на 1 кг сухого воздуха. Выражается в кДж/кг.

(26)

или (27)

где iс. в., iп – энтальпия соответственно сухого воздуха и пара, кДж/кг; сс, в – удельная теплоемкость сухого воздуха, которая может быть принята равной 1,0046 кДж/(кг. К); r0 – удельная теплота парообразования при 00С, равная 2499,0 кДж/кг; сп – удельная теплоемкость пара, равная 1,8418 кДж/(кг·К).

Теплоемкость влажного воздуха можно определить по формуле,

(28)

Параметры влажного воздуха взаимосвязаны определенной зависимостью, на основании которой составлены таблицы и I–d диаграмма влажного воздуха. Следовательно, по двум известным термодинамическим параметрам и можно определить остальные.


Свойства воздуха как агента сушки - 4.0 out of 5 based on 2 votes

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить