Задачі до теми «вологий матеріал»

Задача 1. У відходах тіпання льону до сушіння міститься 650 кг вологи. Матеріал піддається сушінню при режимі: t₁ =60 ^оC і φ₁ = 10 %. Після процесу в матеріалі залишилося 320 кг вологи, а вологовміст на 1 сухого матеріалу U₂ = 0,08 кг вологи. Визначити масу матеріалу до і після сушіння, початковий і рівноважний вологовміст.

Задача 2. Продуктивність сушильної машини за вивантажуваною сировиною 1500 кг/год. при вологовмісті на 1 кг сухого матеріалу U₃ = 0,12 кг вологи. Яка продуктивність машини за завантажуваною масою, випаровуваною вологою і скільки вологи одержала сировина в процесі зволоження 1 кг сухого матеріалу при U₁ = 0,4 кг кологи і U₂ = 0,1 кг вологи?

Задача 3. Маса вологи в матеріалі до сушіння G^/_вол = 600 кг і вологість w₁ = 30 %. Яка маса сухого матеріалу, вологість і вологовміст його після сушіння, якщо G^//_вол = 300 кг? Яка маса матеріалу до сушіння?

Задача 4. Вологовміст матеріалу до сушіння w₁ = 25 %, продуктивність сушильної машини за вивантажуваною масою G₂ = 1100 кг/год. при вологості w₂ = 12 %. Знайти G₁, G_с, w₀^/, w₀^//.

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

Задача 6. Продуктивність сушильно-зволожувальної машини за вивантажуваною масою G₃ = 1100 кг/год. з відносною вологістю w₀^/// = 12,3 %. Яка продуктивність за завантажуваною масою, випаровуваною вологою і скільки вологи отримала сировина в процесі зволоження при w₀^/ = 47,4 % і w₀^// = 10,7 %?

Задача 7. Продуктивність сушильної машини за випаровуваною вологою W = 450кг/год. За вивантажуваною масою G₂ = 850 кг/год. Початкова вологість матеріалу до сушіння w₁ = 80 %. Визначити G₁, G_с, U₂, w₂.

Задача 8. Матеріал з відносною вологістю w₀^/ = 90 % і масою G₁ = 2000 кг був висушений до w₀^// = 20 %. Визначити масу матеріалу після сушіння, кількість випаровуваної вологи і абсолютно суху масу матеріалу.

Задача 9. Вологість матеріалу до сушіння w₁ = 55 %, продуктивність сушильної машини за вивантажуваною масою G₂ = 960 кг/год. при вологості w₂ = 14 %. Знайти G₁, G_с, w₀^/, w₀^//.

Задача 10. Після сушіння маса матеріалу становить G₂ = 860 кг/год. з відносною вологістю w₀^// = 25 %. Маса матеріалу до сушіння G₁ = 3600 кг/год. Визначити w₀^/, G_с, U₁, U₂.

 

 

Лабораторна робота №3. ВИЗНАЧЕННЯ ТРИВАЛОСТІ СУШІННЯ ТА ВИБІР ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМУ

 

Мета роботи – вивчити методи розрахунку тривалості сушіння за емпіричними формулами з використанням ПК при різних режимах сушіння та щільності завантаження лляної трести.

 

Стислі теоретичні відомості

 

Експериментальне визначення тривалості сушіння – довготривалий процес, для якого потрібна спеціальна експериментальна сушильна установка. Ряд вчених на чолі з професором Хомуцьким Н.Д. розробили загальне критеріальне рівняння волого обміну для лубоволокнистих матеріалів при конвективному сушінні, яке служить основою для виведення емпіричних формул з розрахунку тривалості процесу сушіння τ.

Теоретичний розрахунок тривалості сушіння необхідний для проектування сушильних машин, визначення розмірів і довжини сушильного коридору і транспортних засобів в залежності від заданих параметрів агента сушіння та матеріалу, який висушують.

Найчастіше розрахунок тривалості здійснюється за формулами для таких умов:

1. Тривалість сушіння лляної соломи при вертикальній орієнтації стебел у шарі та русі сушильного агента уздовж стебел, хв.:

(3.1)

де d_ст – середній діаметр стебел у шарі, мм;

ω₁ – швидкість повітря на вході у шар матеріалу, м/с;

ρ_пов – щільність сухого повітря при t₁, кг/м³;

Δd₁ – потенціал сушіння повітря при вході у матеріал, г вол./кг сух.пов.;

U_p – рівноважний вологовміст 1 кг сухого матеріалу, кг вол./кг сух.мат.;

К_вир – поправочний коефіцієнт на виробничі умови.

 

Формула (3.1) дійсна за умов t₁ = 70...130 ^оC; φ₁ ≤ 25 %; ω₁ = 0,5…3,5 м/с; Р_с = 15….35 кг/м²; U₁ ≤ 0,4 кг вол./кг сух.м.; U₂ ≥ 0,5 кг вол./кг сух.м.

2. Тривалість сушіння лляної соломи при горизонтальному розташуванні стебел у шарі та русі сушильного агента упоперек стебел, хв.:

(3.2)

 

Формула (3.2) дійсна за умов t₁ = 70...130 ^оC; φ₁ ≤ 25 %; ω₁ = 0,5…2,0 м/с; Р_с = 1…6 кг/м²; U₁ ≤ 0,4 кг вол./кг сух.м.; U₂ ≥ 0,05 кг вол./кг сух.м.

Експериментальна частина

Вживані прилади та матеріали: експериментальна сушильна установка, мікроманометр ММ-1, лабораторні терези, наважка трести, ПК з програмним забезпеченням MathCAD.

Порядок виконання роботи:

Для конкретних умов сушіння при вертикальному завантаженні стебел і русі сушильного агента уздовж стебел розраховуємо термін сушіння з оптимальними параметрами за допомогою програмного забезпечення MathCAD згідно з формулою (3.1).

Умови розрахунку:

- температура зовнішнього повітря t₀ = 10 ^оC; температура сушіння t₁ = 90 ^оС;

- виробничі втрати К_вир = 1,5;

- питоме завантаження(щільність завантаження) по масі абсолютного сухого матеріалу Р_с = 15; 20;25 кг/м²;

- швидкість повітря на вході в шар матеріалу ω₁ = 0,5; 0,7; 0,9 м/с;

- потенціал сушіння повітря на вході в шар матеріалу, г вол./кг сух.пов.: Δd₁ = 15; 19; 23;

- середній діаметр стебел, мм: d_ст = 1;

- густина сухого повітря при t₁, кг/м³: ρ_пов = 0,99;

- вологовміст 1 кг сухого матеріалу на вході в сушарку, кг вологи: U₁ =0,4;

- кінцевий вологовміст 1 кг сухого матеріалу на виході з сушарки, кг вологи: U₂ = 0,15;

- рівноважний вологовміст 1 кг сухого матеріалу при даних параметрах сушіння, кг вологи: U_р = 0,03.

Використовуючи ПК і програму MathCAD, розраховуємо тривалість сушіння як функцію від ω, Δd, P_c: τ = f (ω, Δd і P_c) і знаходимо оптимальний час сушіння при вертикальному завантажені стебел в межах вхідних параметрів.

У звіті про лабораторну роботу навести результати розрахунку на ПК тривалості сушіння, узагальнивши їх за допомогою програми MathCAD на графіках залежностей:

τ = f (Δd) при ω = const, P_c = const;

τ = f (ω) при Δd = const, P_c = const;

τ = f (P_c) при Δd = const, ω = const.

Зробити висновки про ступінь впливу на тривалість сушіння вхідних параметрів ω, Δd і P_c на основі значення коефіцієнта k, одержаного з графіків: k = tg α.

Контрольні питання

1. В чому полягає необхідність розрахунку тривалості сушіння за емпіричними формулами?

2. Для яких умов одержані розрахункові рівняння тривалості сушіння?

3. Які вихідні дані необхідні для розрахунку тривалості сушіння при горизонтальному і вертикальному способах завантаження?

4. Визначте ступінь впливу на тривалість сушіння швидкості руху сушильного агента, щільності завантаження, потенціалу сушіння.