Конвективной называют сушку, при которой теплоносителем является нагретый или комнатной температуры воздух, обычно подаваемый к высушивае мому телу вентиляторами. Интенсивность конвективного теплообмена qк (Вт/м2) в первом периоде сушки, когда коэффициент конвективного теплообмена aк[Вт/(м2 ЧК)] не зависит от влагосодержания тела, равна (1.41) Полученное телом тепло расходуется на нагревание сухого вещества и на испарение влаги. Если пренебречь теплом, идущим на нагревание тела, ввиду его малости, то интенсивность конвективной сушки jк[кг/(м 2Чс)] в первом периоде можно определить по уравнению (1.42) где Lп — удельная теплота парообразования, Дж/кг; Dp — коэффициент диффузии пара, отнесенный к разности давлений, с/м; рп — парциальное давление пара у поверхности материала, Па; jс — относительная влажность воздуха, %. Интенсивность конвективной сушки в зависимости от применяемых режимов может изменяться в широких пределах, но по сравнению с другими способами сушки остается всегда невысокой, так как коэффициент конвективного теплообмена мал, а температуру воздуха нельзя увеличивать беспредельно. Конвективная сушка обеспечивает «мягкий режим» — малые значения температуры и градиентов температуры и влагосодержания, что исключает разрушение структуры материала; для нее характерны большая продолжительность сушки и малые энергетиче ские затраты. Этот способ применяется при сушке коллоидных тел (лаков, клеев), когда другие способы сушки могут привести к порче материала. Применяется он и для сушки других видов тел в случаях, когда длительность процесса не имеет существенно го значения, а также в сочетании с другими способами, когда необходимо получить менее жесткий режим Режим сушки. Режимами конвективной сушки являются термодинамические параметры воздуха — температура, скорость движения и влажность воздуха. Интенсивность jк [кг/(м2Ч с)] и скорость сушки NI (%/с) в первом периоде, согласно уравнению (1.44), пропорциональны разнице температур DT = Tc _ Tп = Тс _ Тм. С увеличением Тс растет и DT, поэтому скорость сушки в первом периоде пропорциональна температуре воздуха (рис. 1.15) и может быть выражена формулой (1.43) где NI — скорость сушки в первом периоде при температуре tc, %/с; N0 — скорость сушки в первом периоде при 0°С, %/с; bt — термический коэффициент скорости сушки, К-1. Безгранично повышать температуру воздуха даже в первом периоде сушки нельзя по следующим причинам. Температура поверхности материала равна температуре мокрого термометра только при tcЈ70°C. При tc>70°C Тп > >Тм, уменьшается величина DT = Tc _ Tп [см. формулу (1.42)] и создается значительный температурный градиент внутри материала, направленный противоположно градиенту влагосодержания. В результат е рост скорости сушки отстает от роста температуры, появляется опасность порчи материала у коллоидных тел — образования поверхностной корки, растрескивания, снижения прочности. Температура воздуха при сушке полуфабрикатов, склеенных латексными клеями, не должна превышать 45°С. При использовании клеев на животной основе температура воздуха не должна превышать 70°С, а при сушке фотослоев на сильно задубленном желатине — 90°С. Рис. 1.15. Зависимость скорости конвективной сушки от температуры воздуха При увеличении скорости движения воздуха повышается коэффициент теплообмена aк, заметно возрастают интенсивность и скорость сушки полуфабрикатов в первом периоде (рис. 1.16). Во втором периоде скорость движения воздуха мало влияет на скорость сушки. В процессе сушки воздух целесообразно подавать через сопла с узкой (5 мм) щелью: сопловое дутье позволяет значительно увеличить скорость движения воздуха и при скоростях до 100 м/с резко интенсифицировать процесс сушки, если направление струи перпендикулярно поверхности испарения. Объясняется это тем, что если поток воздуха направлен перпендикулярно поверхности испарения, то по сравнению с параллельным потоком можно получить более чем двукратно е увеличение скорости сушки. Кроме того, при высокой скорости воздушного потока граничный поверхностный слой диффузионного теплообмена толщиной около 1 мм разрушается, вследствие чего молекулярный перенос влаги заменяется более интенсивным молярным переносом, диффузия заменяется конвекцией. С увеличением скорости движения воздуха растут затраты электроэнергии, а также давление воздушного потока на поверхность тела: при скорости воздуха 2,5 м/с оно составляет 5 Па, а при 20 м/с — 350 Па. Поэтому при скорости движения воздуха более 2,5 м/с полуфабрикаты должны быть надежно закреплены на транспортере, а при скорости свыше 20 м/с необходима звукоизоляция сушильного устройства. Из уравнения (1.42) видно, что чем меньше влажность воздуха, тем выше интенсивность и скорость сушки в первом периоде. Изменение влажности воздуха влечет за собой изменение скорости и продолжительности сушки, требует изменения других режимных параметров, чтобы сохранить постоянным влагосодержание полуфабрикатов на выходе сушильного устройства. При исследовании процессов сушки влажность воздуха должна обязательно регистрироваться. Во втором периоде влажность воздуха практически не влияет на скорость сушки. Уменьшить влажность воздуха при tc = const можно отсосом воздуха из сушильного устройства.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Общая характеристика способа» з дисципліни «Технологія брошуровочно-палітурних процесів»
