Із табл. D11 визначаємо:
Критерій Грасгофа:
Здобуток . Pr=1.15.1010.0.703=0.81.1010.
Виходячи з того, що . Pr > 109, застосовуємо залежність
Конвективна складова тепловіддачі:
Променева складова:
Вт/м2КСумарний коефіцієнт тепловіддачі:
Вт/ (м2К).Фізичні властивості димових газів і повітря.
Сухий газ.
Основними характеристиками сухого газу є тиск p, температураt; питомий об’єм v або густина ρг. Параметри vіρг залежать від tіp. В сушарках практично p=const.
В розрахунках процесу сушіння використовується теплоємність Ср. Для суміші газів розраховують теплоємність, враховуючи вміст окремих компонентів:
Ссум=
Де Gі, Сі-вміст (%) і теплоємність складових газів - СО2, N2,O2,H2O, SO2. Тепловміст газів (ентальпія) дорівнює І=С. t Дж/кг (м3).
Коефіцієнт розширення будь-якого газу
=1/273, тому:Vo- об’єм, який газ займає при нормальних умовах (t=O0C, p= 760 мм. рт. ст) іноді називають нормальним об’ємом (нм3).
Вологе повітря.
Загальний тиск (або барометричний) Pδ =Pпар+Р пов,
Де Рпар, Рпов - парціальний тиск водяної пари та повітря.
Вологе повітря характеризується параметрами: температура t, тиск Р, об’єм V, густина
, вологість пар, , вологовміст d, парціальний вміст пари Рпар, тепловміст І. Із перелічених параметрів будь-які два є незалежними, решта пов’язані з ними певними співвідношеннями.Абсолютна вологість
пар - це маса водяної пари (г) в 1м3 суміші повітря і пари.Відносна вологість повітря φ- це відношення абсолютної вологості до максимальної маси водяної пари
max, яка може міститись в 1м3 повітря за даних умов (Рδ, t):φ=
.Також φ=
Тут
нас, Рнас - маса і тиск насиченої пари.Вологовміст - це кількість водяної пари, яка міститься в 1кг сухого повітря:
Х -кг/кг, d- г/кг, d =1000х=622
(2.26)Парціальний тиск водяної пари можна підрахувати:
Рпар=Р
(2.27)Густина вологого повітря складає:
(2.28)Теплоємність вологого повітря відносно 1 кг сухого повітря становить:
Ссум= Спов+х. Спар Дж/ (кгК),
Де Спов, Спар - теплоємкість повітря і водяної пари.
Точка роси - tp- це температура, до якої необхідно охолодити вологе повітря, щоб воно стало насиченим (φ=100%).
Різниця температур повітря tпов і мокрого термометра tм має назву потенціала сушіння. Поряд із c, φ, dрізниця (tпов - tм) є термодинамічним параметром.
Тепловміст (ентальпія) вологого повітря:
І=1,0056t+0.001 (2495+1.963t) d, кДж/кг (2.29)
Величини І,d при різних значеннях t,φі барометричному тиску~745 мм. рт. ст. табульовані (табл. Д 10). Для облегшення аналітичних розрахунків процесу сушіння застосовують І-d - діаграму (рис.2.4), на якій зображена залежність між параметрами І,d,φ,tвідносно 1 кг сухого повітря. Задачі з використанням І-d - діаграми.
ПРИКЛАД 2-12. Визначити питомі витрати повітря і теплоти qна 1 кг випареної вологи для дійсного процесу сушіння з однократним використанням нагрітого повітря за схемою: (А) (1) (В) (2). Повітря
вентилятор (нагрівання повітря) калорифер (3) (C) (4) робоча камера сушарки вентилятор (відсмоктування вологого повітря). Параметри повітря: А -do=10 г/кг; to=20oC; В - t1=100oC; С -φ2=80%.Втрати теплоти дійсного процесу сушіння qвтр=2100 кДж/кг. Додаткова підведена теплота в робочу камеру сушарки qдоб=420 кДж/кг. Температура матеріалу перед сушаркою - tм=400С. На І-d - діаграмі (рис.2.5) для даних параметрів атмосферного повітря знаходимо точку А. за прийнятою схемою атмосферне повітря підігрівається до температури t1 в калорифері (т. В). В процесі підігріву вологовміст повітря не змінюється (d0 - d1), тому процесу відповідає лінія d0 = const до перетину з ізотермою t1. Отримана точка В відповідає стану підігрітого повітря, яке надійшло в робочу камеру сушарки. Із т. В проведено промінь І= const (теоретичний процес сушіння) і на ньому наносимо довільну точку е. Через цю точку проведено вертикальний промінь, на якому шукаємо положення точки Е, для чого обчислимо довжину відрізку еЕ за формулою:
еЕ=
(2.30)де
- сумарні втрати і додаткова теплота дійсного процесу сушіння:В нашому прикладі
= 420-2100=-1680 кДж на 1кг вологи. Знак мінус означає, що політропа дійсного процесу сушіння розташована нижче адіабати теоретичного процесу; ef- перпендикуляр із точки е на лінію АВ (в міліметрах). Згідно побудові, ef =64мм, m-приведений масштаб діаграми. (2.31)Де Мі, Мd- відповідно масштаби ентальпії та вологовмісту.
Для даного прикладу побудова виконана на І-d- діаграмі з масштабом, віднесеним до 1кг сухого повітря:
Md=0.32г/мм і Mі =0,636 кДж/мм.
m =
Тоді
еЕ= -
Оскільки еЕ - від’ємна величина, відкладено її від т. е вниз. Із т. В через т. Е проводимо промінь, який характеризує напрямок дійсного процесу сушіння, а його перетин з кривою φ2=80% відмітимо точкою С. Із т. С опустимо перпендикуляр на АВ і позначимо точку D.
Питомі витрати сухого повітря
для дійсного процесу сушіння визначаються за формулою: (2.32)Вимір дає значення для СD- 52 мм.
кг сухого повітря на 1 кг вологи.Питома витрата атмосферного повітря (вологовміст d0) cкладає:
= (1+0.001d0)В нашому випадку Мі=2,1 кДж; Мd=1г в 1мм;
За вимірами на І-d-діаграмі еf=292мм. Тоді
еЕ=
мм.Із т. В через т. Е проводимо промінь, який є політропою практичного процесу сушіння. На ньому відмічаємо точку С його перетину з ізотермою для температури t2=800Cвідпрацьованого теплоносія. Точка С характеризує параметри відпрацьованого теплоносія. Із т. С опускаємо перпендикуляр на продовження Вfдо точки D. Відрізок СD=462мм.
Питомі витрати сухого теплоносія на 1 кг випареної вологи складають:
кг,або для вологого повітря:
кг/кг вологи.Питомі витрати відпрацьованого теплоносія складають: