ИПИ. Исследование режимов работы сушильных устройств (сушильные установки)
 Скачать 2.36 Mb.
|
am • (д2и/дх2 + 5t • d2t/dx2) . Рис. 3.8. Поля влагосодержания и температуры в сечении материала при конвективной сушке в различные промежутки времени Аналитическое решение этого уравнения возможно при постоянных значениях коэффициентов am и 5t для параболического распределения температуры и влагосодержания и (x) иц - (иц - ип) • x2/R2 и t(x) - ^ - (tц - tH) • x2/r2 где иц , ип , tц , tn - влагосодержание и температура в центре и на поверхности материала; R- полутолщина материала. Для расчета перепада влагосодержаний на полутолщине материала получено критериальное уравнение (иц - ип)/(ио - ир) = 0,5 • Ki /(1 - Pn) , Ki = jm • R/(am- p^ ио) - критерий Кирпичева; Pn = 5t-(^ - ^)/(иц - ип) критерий Поснова; ио, ир - начальное и равновесное влагосодержания материала. Тепломассообмен с окружающей средой Испарение влаги с поверхности материала является диффузионным процессом, возникающим под действием разности концентраций водяных паров (или парциальных давлений) у поверхности материала и в окружающем воздухе. На рис. 3.9 условно показана схема теплообмена (с левой стороны) и массообмена (с правой стороны) при испарении влаги с поверхности материала и распределение температуры и концентрации водяных паров в тепловом и диффузионном пограничном слое, соответственно.  Рис.3.9. Схема тепломассообмена в процессе испарения влаги Величина удельного теплового потока от воздуха к поверхности влажного материала определяется уравнением Ньютона-Рихмана qK = ак (t^ _ tn) , Л где ак - коэффициент конвективной теплоотдачи, Вт/(м К). Коэффициент конвективной теплоотдачи рассчитывается из критерия Нуссельта Nux = ак7 / X . Тепловой критерий Нуссельта определяется из критериального уравнения П. А. Жучкова [3] Nu = 0,082-Re0’75-Gu01 , где Gu = (Tc - Тм)/Тс - критерий Гухмана, учитывающий влияние термодинамических свойств влажного воздуха (газа) на интенсивность испарения. Величину потока массы вещества (пара) можно определить согласно закону Фика или уравнению Дальтона jm = аЛ Сп - Св) = Рр-( Рп - Рв) , где рР = am /(RT) - коэффициент массообмена, отнесенный к разности парциальных давлений, кг/(м чПа). Диффузионный критерий Нуссельта NuD = am • l / D определяется по формуле А. В. Нестеренко [11] где Pr = v/D - диффузионный критерий Прандтля, характеризующий физические свойства влажного газа. Коэффициент взаимной молекулярной диффузии D определяется по следующей формуле Коэффициенты диффузии Dc при нормальных условиях (t = 0 °C и барометрическом давлении Рб = 101,3 кПа) приведены в табл. 3.1.  Таблица 3.1 Л Значения коэффициента диффузии Dc (м /ч) при нормальных условиях Среда Коэффициент диффузии, Dp Воздух - пары аммиака Воздух - пары бензола Воздух - водяной пар Воздух - пары спирта Воздух - пары эфира 0,0184 0,0366 0,0280 0,0115 0,0210 На основании приведенных уравнений выполняются расчеты переноса массы вещества в различных энергетических и физикохимических процессах. |