Кинетика и динамика сушки

В процессе сушки влажность и температура материала и скорость его обезвоживания непрерывно изменяются, то есть процесс является нестационарным. Исследование и анализ результатов сушки проводят с помощью графического изображения Основных зависимостей в виде кривых скорости сушки и температурных кривых.

Кривая сушки (рис. 4.1) характеризует изменение влажно-

Как видно, в начале процесса по линии (АВ) наблюдается кратковременная стадия прогрева материала, а влажность его изменяется по кривой. В точке (В) скорость сушки достигает максимальной величины, а температура поверхности материала становится равной температуре мокрого термометра. Дальнейший ход сушильного процесса протекает по линейному закону (отрезок ВС) с постоянной скоростью и без дополнительного нагрева материала. Участок (ВС) характеризует первый период сушки и называется периодом постоянной скорости сушки. В этот период вся теплота, подводимая к материалу, расходуется на испарение влаги.

Начиная с точки (Q происходит замедление процесса испарения, и до конца сушки влажность материала уменьшается по кривой линии. Это второй период сушки или период падающей скорости сушки. В точке (С) материал достигает так называемой первой критической влажности wcK, скорость сушки (N) уменьшается, а кривая (CD) в конце сушки асимптотически приближается к значению равновесной влажности (wcp), соответствующей принятому режиму сушки. С точки (D) кривая плавно переходит в прямую, параллельную оси абсцисс, и тогда скорость сушки dwc/di = 0, то есть сушильный процесс прекращается. Следует отметить, что кривая С=/(т) не полностью характеризует процесс сушки с точки зрения кинетики.

Кривая скорости сушки - dvfldi =f(wc) позволяет провести анализ характера протекания всего сушильного процесса (рис. 4.2). Ее получают путем графического дифференцирования кривой сушки. Для этого на кривой сушки отмечают ряд равных отрезков и к каждой точке деления проводят касательную. Измеряя наклоны касательной (то есть, зная тангенс угла), определяют скорость сушки в данный момент времени в зависимости от влажности материала.

Характер кривой скорости зависит от формы связи влаги с материалом, механизма перемещения влаги, структуры материала и его размеров. Анализ кривой показывает, что в стадии прогрева материала скорость сушки (N) возрастает от 0 до максимума и остается в течение всего первого периода сушки. Второй период начинается с точки (/б) - первая критическая влажность, равная 48 гигроскопической - затем скорость сушки падает и становится равной нулю в точке пересечения с осью абсцисс, в которой материал достигает равновесной влажности. Для зерна второй период начинается по прямой линии, а после второй критической точки 2) кривая обращена выпуклостью к оси абсцисс. Температурная кривая 0 = J(wc) характеризует изменение температуры материала 0 в процессе сушки (рис. 4.3).

В стадии прогрева температура материала быстро возрастает, достигает значения температуры испаряющейся жидкости и остается без изменения на протяжении всего первого периода сушки.

После первой критической влажности температура материала быстро повышается и по достижении равновесной влажности становится равной температуре агента сушки.

Таким образом, первая критическая точка (7

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >