Построение кривых сушки и скорости сушки

1. Рассчитать для каждого замера влажность высушиваемого образца ().

2. Определить изменение испаряемой влаги за установленный интервал времени замера (1 мин.): кг/кг.

3. Для каждого интервала времени найти скорость сушки .

4. Полученные расчетные результаты занести в табл. 3

5. Построить графики кривых , и .

Таблица 3

Расчетные результаты

Номер точек	Влажность образца , кг/кг	Интервал времени , мин	Изменение влаги , кг/кг	Скорость сушки , кг/(кг×мин)

Расчет опытного значения коэффициента массоотдачи для периода постоянной скорости сушки

1. По графикам , определить период постоянной скорости суши, т.е. , и , . На каждом графике отметить периоды сушки. Посчитать продолжительность периода постоянной скорости , с.

2. Рассчитать количество влаги (кг), испаряемой в течение этого периода.

3. По диаграмме Рамзина найти, зная температуры «сухого» и «мокрого» термометров, влагосодержание окружающего воздуха (кг пара / кг сухого воздуха).

4. По этой же диаграмме определить температуру поверхности испарения высушиваемого материала (⁰С), т.е. температуру «мокрого» термометра в условиях сушильной камеры, а по ней (на пересечении изотермы с кривой j =100 % – влагосодержание насыщенного воздуха (кг пара / кг сухого воздуха).

5. Рассчитать поверхность испарения (м²), равную боковой поверхности образца.

6. По уравнению (1) найти опытное значение коэффициента массоотдачи .

 

Расчет теоретического значения коэффициента массоотдачи

1. По уравнению расхода рассчитать скорость воздуха вдоль поверхности образца при рабочей температуре (м/с):

где = 0.785 – расход воздуха, м³/ч;

– диаметр сушильной камеры, м;

– температура в сушильной камере, ⁰С.

2. Вычислить плотность воздуха (кг/м³): ,

где – плотность воздуха при нормальных условиях, равная 1,29 кг/м³.

3. Определить динамическую вязкость воздуха, н×с/м²:

,

где – динамическая вязкость воздуха при нормальных условиях, равная 1,73 × 10 ^–5 н×с/м²;

– постоянная Сатерленда, = 124.

По уравнению (6) рассчитать критерий Рейнольдса, в котором в качестве определяющего линейного размера принять высоту образца.

Вычислить коэффициент молекулярной диффузии водяного пара в воздухе (м²/с):

,

где – коэффициент молекулярной диффузии при нормальных условиях, равный 2,19 × 10 ^–5 м²/c.

6. По уравнению (7) рассчитать диффузионный критерий Прандтля.

7. По уравнению (8) определить параметрический критерий Гухмана.

8. Из критериального уравнения (4) найти диффузионный критерий Нуссельта.

9. По критерию Нуссельта определить теоретический коэффициент массоотдачи и сравнить его с опытным значением .

10. Результаты расчетов занести в табл. 4.

 

В отчет включить схему установки, расчеты определяемых величин, кривые кинетики сушки, табл. 2, 3, и 4, анализ полученных результатов.

 

Таблица 4

Расчетные результаты

 

, c	, кг	, кг/кг	, кг/кг	, ^0C	, м^2

 

Пример пользования диаграммой Рамзина

 

Температура «сухого» термометра для воздуха равна 20 ⁰С, «мокрого» – 15 ⁰С. Воздух нагревается в калорифере до 140 ⁰С.

Определить влагосодержание окружающего воздуха , влагосодержание насыщенного воздуха и температуру поверхности испарения высушиваемого материала для периода постоянной скорости сушки.

Решение. Находим на диаграмме точку, отвечающую условиям «мокрого» термометра. Она лежит на пересечении изотермы t = 15 ⁰C и линии насыщения j = 100 %. Через эту точку проводим линию, идущую параллельно линиям температур «мокрого» термометра (пунктирные линии), до точки пересечения ее с изотермой t = 20 ⁰С. Полученную точку проектируем на ось абсцисс, по которой отсчитываем значение = 0,009 кг пара / кг сухого воздуха.

Нагревание воздуха в калорифере происходит при постоянном влагосодержании, т.е. при = const. Следовательно, состояние нагретого воздуха определяется точкой В пересечения вертикальных линий = 0,012 кг/кг с изотермой t = 140 ⁰C. Через эту точку проводим линию, параллельную линиям температур “мокрого“ термометра (пунктирная линия), до точки пересечения ее с линией полного насыщения j = 100 %. Изотерма, проходящая через полученную точку, дает значение температуры поверхности испарения
( = 39 ⁰С). Проектируя эту точку на ось абсцисс, получим значение
= 0,048 кг/кг (см. рис. 3-4).

Рис. 3-4 Схема определение параметров воздуха на диаграмме Рамзина

Диаграмма Рамзина

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ к лабораторной работе №3

 

 

1. Порядок выполнения работы.

2. Способы сушки, равновесие в процессе сушки, связь влаги с материалом.

3. Абсолютная и относительная влажность. Температура точки росы и температура мокрого термометра.

4. Процессы нагревания и охлаждения воздуха на I–X диаграмме. Осушка воздуха.

5. Изображение теоретической и действительной сушка на I–X диаграмме.

6. Кинетика сушки, уравнение скорости сушки, движущая сила.

7. Сушка топочными газами; с промежуточным подогревом; с рецир­куляцией части отработанного газа, с замкнутой цир­куляцией газа.

8. Конструкции сушилок (применение, сравнение, особенности, преимущества и недостатки).

 

Лабораторная работа №4
«Испытание кожухотрубчатого теплообменника»