![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Основные сведения. Формы связи влаги с материалом
Процессом сушки называется удаление влаги из различных сыпучих, пастообразных, кристаллических и волокнистых материалов. По своей физической сущности сушка сложный тепло- и массообменный процесс, скорость которого определяется скоростью диффузии влаги в материале. При сушке влага перемещается из глубины материала к поверхности, а затем удаляется с нее. Теплота, необходимая для нагрева материала при сушке, подводится к поверхности и распространяется в глубь материала. Таким образом, сушка представляет собой сочетание процессов тепло- и массообмена, причем перенос теплоты и массы происходит в противоположных направлениях. Процесс сушки по способу подвода теплоты к высушиваемому материалу подразделяют на конвективную сушку, осуществляемую непосредственным соприкосновением высушиваемого материала с сушильным агентом (нагретым воздухом или топочными газами); контактную — путем подвода теплоты, содержащейся в теплоносителе, к материалу через тепло Три последних способа называются специальными видами сушки и применяются только в отдельных случаях. Наиболее распространена конвективная сушка, осуществляемая с помощью горячего воздуха или дымовых газов. Существуют различные формы связи влаги с материалом. Химически связанная влага является результатом ионного или сильного молекулярного взаимодействия влаги и материала. Такая связь очень прочна и нарушается только в результате химического взаимодействия или нагревания до высоких температур. Адсорбционно связанная влага присутствует в виде мономолекулярного слоя на поверхности материала и его пор. Осмотически связанная влага находится внутри структурного скелета материала и удерживается осмотическим давлением (в двух последних случаях связь воды с материалом имеет физико-химическую природу). Капиллярно связанная влага заполняет макро- и микрокапилляры пористого тела. Она механически связана с материалом и наиболее легко удаляется. Давление пара над поверхностью материала тем меньше, чем прочнее связь между водой и материалом. Наиболее прочна эта связь у гигроскопичных веществ. Давление пара над ними наиболее существенно отличается от давления насыщенных паров. 20.2.Основные параметры влажного газа и диаграмма I — х Для понимания физической сущности процесса конвективной сушки и правильной его организации необходимо предварительно рассмотреть свойства влажного воздуха. При конвективной сушке сушильный агент передает материалу теплоту и уносит влагу, испаряющуюся из материала за счет этой теплоты, т. е. играет роль тепло- и влагоносителя. При прочих методах сушки находящийся в соприкосновении с материалом влажный газ служит только влагоносителем. Влажный газ обычно является смесью сухого воздуха и водяного пара, поскольку в большинстве случаев из высушиваемых материалов удаляется вода, хотя возможно удаление и других жидкостей (спирты, углеводороды и др.). Влажный воздух характеризуют следующие показатели: абсолютная влажность — масса, кг, водяного пара, содержащегося в 1 м3 влажного воздуха, и относительная влажность В процессе сушки параметры воздуха изменяются, поэтому при анализе его состояния некоторые переменные удобно относить к величине, не изменяющейся при проведении сушки, т. е. к массе кг, абсолютно сухого воздуха. Влагосодержание воздуха х — масса кг, водяного пара, содержащегося во влажном воздухе, отнесенная к массе, кг, абсолютно сухого воздуха. Удельная энтальпия (теплосодержание) I влажного воздуха определяется как суммарная энтальпия абсолютно сухого воздуха и содержащейся в нем влаги, отнесенная к массе, кг, абсолютно сухого воздуха. При проведении конвективной сушки воздухом параметры влажного воздуха (температура Т, удельная энтальпия I, влагосодержание х и относительная влажность Влагосодержание х, кг/кг сухого воздуха Рис. 20.1. Диаграмма I—х влажного воздуха просто и наглядно состояние влажного воздуха характеризуется графически на диаграмме, предложенной Л. К. Рамзиным (рис. 20.1). По оси ординат отложены значения удельной энтальпии 1 влажного воздуха, по оси абсцисс — значения влагосодержания х. Диаграмма I—х построена в косоугольной системе координат с углом между осями 135°. Все точки диаграммы, лежащие выше линии
|