Основы проектирования химических производств. Дворецкий С.И - 130 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

8. Модель процесса сушки дисперсных материалов в неподвижном слое [59]. Анализ процесса
сушки дисперсных материалов в неподвижном слое является основным элементом моделирования теп-
ло- и массообмена в сушилках с перекрестным движением материала и сушильного агента.
Для описания кинетики сушки отдельной частицы принимается уравнение, соответствующее пе-
риоду постоянной скорости сушки при условии, что вся теплота, конвективно подводимая к поверхно-
сти влажной частицы, затрачивается на испарение влаги:
)/()(
м cT
rVttF
d
du
ρ−α=
τ
−
, (4.96)
где F, V,
T
ρ и u – площадь поверхности, объем, плотность и влагосодержание частицы;
−
t
температура
сушильного агента; α – коэффициент теплоотдачи от сушильного агента к поверхности влажной части-
цы;
r
c
– теплота испарения; t
м
– температура мокрого термометра.
Интегрирование уравнения (4.96) для сферической частицы диаметром d при начальном условии
00
| uu =
=τ
дает текущее значение влагосодержания частицы с учетом возможного изменения температуры
сушильного агента t у ее поверхности:
∫
τ
τ−
ρ
α
−=
0
м0
)(
6
dtt
dr
uu
Tc
. (4.97)
Распределение температуры сушильного агента по высоте слоя материала (для определенности
здесь полагается, что сушильный агент фильтруется через слой снизу вверх) определяется из уравнения
теплового баланса для элементарного слоя dh в предположении режима полного вытеснения при фильт-
рационном движении сушильного агента через слой:
dhdttdtcG ]/)1(6[)(
м
ε−
−
α
=
−
, (4.98)
где −ε− d/)1(6 поверхность монодисперсных сферических частиц, приходящихся на единицу высоты
слоя.
Интегрирование уравнения (4.98) дает экспоненциальный профиль температуры сушильного агента
по высоте h слоя порозностью ε:
)(exp)(
м0м
Bhtttt −
−
+
=
. (4.99)
В этих уравнениях )()1(6 cGdB ε−α= , с, G и t
0
– теплоемкость, расход и температура поступающего в
слой сушильного агента.
С учетом стационарного распределения температуры (4.99) по формуле (4.97) получим значение
влагосодержания материала на высоте слоя h:
τ−−ρα−= )(exp)()](6[
м00
Bhttdruu
Tc
. (4.100)
Величина среднего влагосодержания всего слоя материала высотой Н находится интегрированием
распределения (4.100) по высоте в пределах
Hh
≤
≤
0
:
∫
τ−
ε−ρ
−
−==
−
H
BH
Tc
e
Hr
ttcG
uudh
H
u
0
м0
0
)1(
)1(
)(
1
. (4.101)
Уравнения (4.100) и (4.101) описывают процесс сушки до момента времени τ
*
, когда нижний слой
частиц достигает равновесного влагосодержания u
*
. Значение τ
*
находится из распределения (4.100) при
h = 0 и u = u
*
:

Страницы