Практичне заняття № 2. Розрахунок параметрів вологого матеріалу

Мета: Вивчення властивостей та параметрів вологого матеріалу. Визначення впливу вхідних та вихідних параметрів вологого матеріалу на тривалість процесу сушіння та якість одержаної сировини.

 

Вологий матеріал являє собою механічну суміш сухого матеріалу та вологи.

Масу сухого матеріалу визначають за формулою:

G=G_c+G_вол (2.1)

де G_с - маса абсолютно сухого матеріалу, кг;

G_вол– маса вологи, кг.

Наявність певної кількості вологи в матеріалі характеризують поняття:

1. Відносна вологість, %:

, (2.2)

2. Абсолютна вологість,%:

, (2.3)

3. Вологовміст, кг вологи/кг сух. матеріалу:

, (2.4)

Найчастіше використовуються поняття вологовмісту та абсолютної вологості, оскільки вони містять в своїй основі сталу (постійну) величину - масу абсолютно сухого матеріалу. Це дозволяє проводити будь-які арифметичні дії з даними характеристиками вологості матеріалу.

Зв'язок між поняттями відносної вологості і вологовмісту такий:

, (2.5)

 

, (2.6)

 

 

Існує ряд залежностей, які характеризують зміну мас матеріалу в процесах сушіння та зволоження:

G₁ = G_с · (1+U₁), (2.7)

 

G₂ = G_с · (1+U₂), (2.8)

 

, (2.9)

 

W = G₁ – G₂ = G_c · (U₁ – U₂) = , (2.10)

де G_1,2 - маса матеріалу до та після процесу, що розглядається, кг;

W – кількість випаруваної вологи, кг вологи/год.;

U₁ і U₂- вологовміст матеріалу до та після процесу, що розглядається, кг вологи/кг сух. матеріалу.

 

ПРИКЛАДИ РОЗВ'ЯЗАННЯ ЗАДАЧ

Задача. У відходах тіпання льону до сушіння міститься 650 кг вологи. Матеріал піддають сушінню. Після процесу в матеріалі залишається 320 кг вологи, а вологовміст U₂=0,08 кг вологи/кг сух. матеріалу. Визначити масу матеріалу до та після сушіння і початковий вологовміст.

= 650 кг вол.

= 320 кг вол. =320/0.08=4000 кг

U₂ = 0,08 кг вол./кг сух. мат. U₁ = 650 / 4000 = 0.16 кг/кг

G_1,2, U₁ -? G₁ = G_с · (1+U₁) = 4000 (1+0.16) = 4640 кг

G₂ = G_с · (1+U₂) = 4000 (1+0.08) = 4320 кг

Задача. Продуктивність сушильної машини за випаруваною вологою W=200 кг вологи/год. Початкова вологість матеріалу до сушіння w₁ = 50%. Продуктивність за вивантажуваною масою G₂ = 600 кт/год. Визначити G_1, G_с, U₂, i w₂.

 

W=200 кг вологи/год U₁ = w₁/100 = 0.5 кг/кг

w₁ = 50% G₁ = G₂ + W = 600 + 200 = 800 кг

G₂ = 600 кт/год G₁ = G_с · (1+U₁)

G_1, G_с, U₂, i w₂ -? G_с = G₁/(1+U₁) = 800/1.5 = 533 кг

G₂ = G_с · (1+U₂)

U₂ = (G₂ - G_с)/ G_с = 0.12 кг/кг

w₂ = 0.12 ·100 = 12%

 

 

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ ОПИТУВАННЯ

 

1. Дати визначення абсолютної та відносної вологості матеріалу.

2. Дати визначення параметрів вологого матеріалу.

3. Проаналізувати, чим відрізняється абсолютна вологість матеріалу від відносної вологості.

4. Охарактеризувати визначення початкової та кінцевої маси матеріалу, який надходить до сушарок, та кількості випаруваної вологи.

5. Охарактеризувати рівноважну вологість матеріалу.

6. Дати характеристику матеріалу, який надходить на сушіння - G,W,Θ.

7. Дати характеристику теплоємності та тепловмісту матеріалу.

8. Дати характеристику вологовмісту матеріалу: визначення та розрахункові формули.

9. Визначити параметри, які характеризують лубоволокнисті матеріали під час сушіння та зволоження.

10. Наведіть ряд залежностей, які характеризують зміну мас матеріалу в процесах сушіння та зволоження.

 

 

ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

 

Задача 1. У відходах тіпання льону до сушіння міститься 650 кг вологи. Матеріал піддають сушінню при режимі: t =60°C і φ = 10%. Після процесу в матеріалі залишається 320 кг вологи, а вологовміст U₂=0,08 кг вологи/кг сух. матеріалу. Визначити масу матеріалу до та після сушіння, початковий і рівноважний вологовміст.

Задача 2. Продуктивність сушильної машини за вивантажуваною сировиною 1500 кг/год при вологовмісті U₃=0,12 кг вологи/кг сух. матеріалу. Яка продуктивність машини за завантажуваною масою, випаруваною вологою і скільки вологи отримає сировина в процесі зволоження при U₁=0,4 кг вологи/кг сух. матеріалу та U₂ = 0,1 кгвологи/кг сух, матеріалу?

Задача 3. Маса вологи в матеріалі до сушіння =600кг, а вологість його w₁ = 30%. Яка суха маса матеріалу, вологість і вологовміст його після сушіння, якщо =300кг? Яка маса матеріалу до сушіння?

Задача 4. Вологість матеріалу до сушіння w₁ = 25%, продуктивність сушильної машини за вивантажуваною масою G₂= 1100 кг/год при вологості w₂= 12%. Знайти G₁, G_с w'_від, w"_від.

Задача 5. Продуктивність сушильної машини за випаруваною вологою W=200 кг вологи/год. Початкова вологість матеріалу до сушіння w₁ = 50%. Продуктивність за вивантажуваною масою G₂ =600 кг/год. Визначити G₁,G_с,U₂, і w₂.

Задача 6. В зоні зволоження матеріал поглинає 25 кг/год вологи. Визначити продуктивність сушильної машини за завантажуваною масою, випаруваною вологою, початкову та кінцеву відносну вологість, якщо відомо: G₂= 1000 кг/год; w₂= 12% і w₁=45%.

Задача 7. Матеріал до сушіння містив 450 кг вологи, після сушіння w₂= 10%, а маса вологи - 100 кг. Визначити масу сухого матеріалу, масу матеріалу до та після сушіння, початкову вологість і вологовміст.

Задача 8. Матеріал з відносною вологістю w'_від = 60% і масою G₁ = 3000 кг висушено до w"_від=10%. Визначити масу матеріалу після сушіння, кількість випаруваної вологи та масу абсолютно сухої сировини.

Задача 9. Після сушіння маса матеріалу G₂= 1200 кг з відносною вологістю w΄΄_від = 12%. До сушіння маса G₁=4200 кг. Знайти вологість матеріалу до сушіння w'_від,. а також G_с, U₁,. U₂.

Задача 10. Продуктивність сушильно-зволожувальної машини за вивантажуваною масою G₂= 1100 кг/год з відносною вологістю W'΄_від=12,3%. Яка продуктивність за зволожуваною масою, випаруваною вологою та скільки вологи отримала сировина в процесі зволоження при w΄_від =47,4% i w"_від =10,7%?

Задача 11. Визначити теплоємкість (приведену та загальну) матеріалу, якщо його відносна вологість w_від= 50%.

Задача 12. Продуктивність сушильної машини за випаруваною вологою W=450 кг вологи/год. Початкова вологість матеріалу до сушіння w₁ = 80%. Продуктивність за вивантажуваною масою G₂=85 кг/год. Визначити G₁,G_с, U₂, і w₂.

Задача 13. Матеріал з відносною вологістю w΄_від = 90% и і масою G₁ = 2000 кг був висушений до w"_від=20%. Визначити масу матеріалу після сушіння, кількість випаруваної вологи та масу абсолютно сухого матеріалу.

З адача 14. Вологість матеріалу до сушіння w_l = 55%, продуктивність сушильної машини за вивантажуваною масою G₂=960 кг/год при вологості w₂= 14%. Знайти G₁ G_с, w'_від, w"_від.

Задача 15. Після сушіння маса матеріалу становить G₂=860 кг з відносною вологістю w"_від=25%. До сушіння маса G₁=3600 кг. Визначити w'_від, G_с, U₁ і U₂.