Загрузка ... Загрузка ...

В сушильных установках давление воздуха приближается к атмосферному, поэтому без большой погрешности к нему можно применить уравнение состояния идеального газа. Влажный воздух представляет собой смесь сухого воздуха и водяного пара и подчиняется всем законам для смеси газов. Так как масса влажного воздуха непостоянна ввиду больших колебаний количества содержащегося в нем пара, удобнее всего параметры влажного воздуха относить не к одному килограмму влажной массы, а к одному килограмму сухой массы воздуха, как более постоянной величине.

Одним из основных параметров воздуха, характеризующим его сушильные качества, является влажность. Различают три параметра влажности воздуха: абсолютную влажность, относительную влажность и влагосодержание. Влагосодержанием воздуха удобно пользоваться при расчете процесса сушки.

Абсолютной влажностью воздуха называют количество водяного пара (в кг), содержащегося в 1 м3 влажного воздуха.

Так как объем пара в газовой смеси равен объему самой смеси, то, очевидно, абсолютная влажность представляет собой плотность водяного пара рп при его парциальном давлении рп и температуре смеси.

Относительной влажностью воздуха называют отношение его абсолютной влажности рп к максимально возможной ртах при том же давлении и температуре.

Относительную влажность измеряют в долях единицы или в процентах.

Температуру, при которой влажный воздух имеет относительную влажность, равную 100%, называют точкой росы. В точке росы воздух полностью становится насыщенным водяным паром. Пар в таком воздухе является также насыщенным. В ненасыщенном влажном воздухе пар находится в перегретом состоянии.

Влагосодержанием d воздуха называют количество водяных паров, выражаемое в граммах, содержащееся в 1 кг сухого воздуха.

Часто сушильный агент — это смесь продуктов горения топлива (дымовых газов) и влажного воздуха. Влагосодержанием дымовых газов dxr называют отношение суммы количеств (в г) водяных паров, внесенных поступающим на горение топлива воздухом, паров, образовавшихся в результате сгорания водородосодержащих компонентов топлива и испаренной из топлива влаги, к массе (в кг) сухих топочных газов.

Энтальпию влажного воздуха с влагосодержанием d, отнесенную к 1 кг содержащегося в нем сухого воздуха, определяют как алгебраическую сумму удельных энтальпий сухого воздуха (ic.B) и водяного пара.

Для измерения относительной влажности воздуха наиболее распространенным прибором является психрометр. Он состоит из двух термометров, укрепленных рядом на одном штативе. Шарик одного термометра, называемого мокрым, окутан гигроскопической материей, свободный конец которой опущен в резервуар с водой. Второй термометр, называемый сухим, измеряет температуру окружающей среды.

Принцип его действия состоит в следующем. При испарении воды с поверхности материи вокруг мокрого термометра создается слой насыщенного воздуха и термометр показывает температуру насыщения при парциальном давлении насыщенного пара. Влагосодержание насыщенного воздуха зависит от его парциального давления. Сухой термометр измеряет температуру перегретого пара, находящегося в отдаленных от мокрого термометра слоях влажного воздуха и имеющего меньшее влагосодержание. Благодаря разности парциальных давлений и влагосодержаний между соседними слоями насыщенного и ненасыщенного воздуха происходит диффузия влаги из насыщенного в ненасыщенный воздух. Убыль влаги компенсируется ее испарением с открытой поверхности, и воздух вокруг мокрого термометра вновь становится насыщенным. Очевидно, чем выше разность влагосодержаний в насыщенных и ненасыщенных слоях воздуха, тем соответственно выше разность в показаниях температур сухого и мокрого термометров. Если температура сухого термометра равна температуре мокрого, то воздух полностью насыщен паром и относительная влажность равна 100%.

Зависимость между параметрами влажного воздуха

Зависимость между параметрами влажного воздуха графически представлена на диаграмме. Диаграмма построена в косоугольной системе координат. Угол между осями в диаграмме для низких температур 135°, для высоких 120°. Поэтому линии постоянной энтальпии — адиабаты (i = const) не горизонтальные, а наклонные к оси абсцисс прямые. Все точки, лежащие на одной адиабате, имеют одинаковую энтальпию. Цифровые значения энтальпии указаны на концах каждой адиабаты.

Линии постоянного влагосодержания представлены вертикальными прямыми. Значение их отмечено на оси абсцисс. Линии постоянных температур — изотермы  нанесены на диаграмме в виде наклонных прямых, причем только в области ненасыщенного воздуха, имеющего практическое применение.

Линии постоянной относительной влажности представляют собой пучок кривых, выходящих из начала координат и расходящихся веером в направлении верхней правой части диаграммы. Нижняя граничная линия ф=100 % характеризует состояние насыщенного воздуха. Выше находятся линии меньшего значения ф. По достижении температуры кипения (изотерма 99,6 °С) линии относительной влажности резко меняют свое направление на почти вертикальные прямые.

Из начала координат выходит и линия, характеризующая парциальное давление водяного пара. Для определения его проецируем данную точку на вертикальную ось, расположенную на диаграмме справа. Измеряем отрезок проекции от начала ординат (в мм) и умножаем полученное значение на масштаб парциального давления.

Изменение параметров влажного воздуха в процессе его подогрева

С помощью диаграммы можно быстро определить все параметры воздуха по двум известным, построить процессы подогрева воздуха, сушки им материалов, найти измененные значения параметров воздуха в этих процессах, а также выполнить графический расчет сушильных установок, («/-диаграммы составлены в разных масштабах, указанных на их осях.

Изменение параметров влажного воздуха в процессе его подогрева в теоретическом и практическом процессах сушки

Атмосферный воздух, имея невысокую температуру и довольно значительную относительную влажность, не обладает высокими сушильными качествами. Если в качестве сушильного агента используют наружный воздух, то его подогревают в специальных аппаратах — калориферах, в которых воздух соприкасается с нагретыми поверхностями трубок. При подогреве повышаются его температура и энтальпия, уменьшается относительная влажность, так как убывает его плотность, а влагосодержание из-за отсутствия какой-либо сушки остается без изменения d= const. В id-диаграмме процессу подогрева воздуха при заданном его влагосодержаний соответствует вертикальная линия, расположенная между изотермами, отмеченными его температурами до и после подогрева.

Рассмотрим два варианта процесса сушки. Первый так называемый теоретический процесс сушки и второй — практический, или действительный. Осуществить теоретический процесс сушки на практике не представляется возможным. Его используют в расчетах в качестве вспомогательного процесса, от которого можно легко перейти к расчету практического   процесса сушки.

Теоретическим процессом сушки называют такой процесс, при котором энтальпия сушильного агента расходуется только на испарение влаги из высушиваемого материала, а все потери теплоты условно считают отсутствующими.

Проследим за изменением параметров сушильного агента в теоретическом процессе сушки. Отдавая свою физическую теплоту на испарение влаги, сушильный агент понижает свою температуру. Поглощая испарившуюся из материала влагу, он насыщается водяными парами, следовательно, его влагосодержание и относительная влажность увеличиваются. Но водяные пары возвращают сушильному агенту его теплоту, превращенную в скрытую теплоту парообразования, в результате чего энтальпия сушильного агента остается без изменения. Следовательно, теоретический процесс сушки протекает адиабатно. Его отличительной особенностью является постоянство энтальпии. Графически на диаграмме теоретический процесс сушки — линия, параллельная адиабате, с уравнением j=const.

В отличие от теоретического практический процесс сушки протекает с безвозвратными потерями теплоты. В действующих сушилках часть теплоты воздуха расходуется на нагрев сухой массы материала и остаточной влаги, на нагрев транспортных средств (вагонеток, рамок и пр.), уходит через ограждения сушилки в окружающий воздух; в сушилках периодического действия теплота идет на прогрев ограждающих поверхностей. На величину перечисленных потерь теплоты снижается энтальпия воздуха ь практическом процессе сушки. Остальные параметры — температура, влагосодержание и относительная влажность — изменяются так же, как в теоретическом процессе.

источник: 3 ( см. список литературы )

Комментарии запрещены.

Метки
Добро пожаловать
На наш новый форум газовиков!
Полезное
Опрос

У вас есть дома газ?

Просмотреть результаты

Загрузка ... Загрузка ...
Календарь
Ноябрь 2017
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Июн    
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930  

Галерея

images_1 images_9 images_10 images_6