Название дисциплины: «ОП.05 Основы гидравлики и теплотехники»

1. Название дисциплины: «ОП.05 Основы гидравлики и теплотехники»

2. Номер группы: ЭРСО 18-1

3. Форма и дата занятия: комбинированное, 21.05.2020

4. ФИО преподавателя: Гумерова Сабарчан Шамсулеймановна soja1984renat@mail.ru,вк: 89526782142, https://vk.com/public194376261

5. Срок выполнения (сдачи) задания:21.05.-22.05.2020г

ТемаСушка и хранение сельскохозяйственной продукции.

Тема урока Механизм и кинетика процесса сушки 1ч

Задание.

1.Прочитать материал по теме. Составить краткий конспект

2. Ответить на вопросы.

Теоретический материал

Под кинетикой процесса сушки обычно понимают изменения средних по объему высушиваемого тела влагосодержания c и температуры t с течением времени τ. Влагосодержанием материала называют концентрацию влаги в материале, выраженную в кг влаги/кг абсолютно сухого материала.

Наряду с термином «влагосодержание», существует термин «влажность». Влажностью называют концентрацию влаги, выраженную в кг влаги/кг влажного материала. Изменение среднеобъемного влагосодержания материала во времени c=f1(τ) графически изображают кривой (рис. 1), называемой кривой сушки.

Рис. 1. К кинетике процесса сушки:

1 - кривая сушки c=f1(τ) ;

2 - кривая изменения температуры материала t=f2(τ);

3 - кривая скорости сушки dw/Fdτ= f3(τ);

В общем случае кривая сушки состоит из нескольких участков, соответствующих различным ее периодам.

В начале сушки происходит прогрев материала до температуры мокрого термометра и небольшое уменьшение влагосодержания (участок АВ). Это период прогрева материала.

Затем в период постоянной скорости сушки влагосодержание материала уменьшается по линейному закону (участок ВС), при этом температура материала в большинстве случаев остается постоянной, равной температуре мокрого термометра tмт, которая соответствует температуре испарившейся жидкости.

На заключительном этапе в период падающей скорости сушки влагосодержание материала изменяется по кривой CDE, приближающейся к равновесному значению сp=const.

Достижение равновесной влажности означает установление динамического равновесия, когда скорости испарения и конденсации влаги равны.

Температура материала в период падающей скорости сушки выше температуры мокрого термометра и, возрастая, при достижении равновесного влагосодержания с становится равной температуре воздуха tc..

Пусть за время dτ площади поверхности фазового контакта F испарилась масса влаги dW. Тогда понятие скорости сушки можно сформулировать следующим образом: скорость сушки (1)

В ряде литературных источников по теории сушки величину dW/Fdτ называют интенсивностью сушки, а под скоростью сушки N понимают изменение влагосодержания материала в единицу времени dc/dτ. Между величинами dW/Fdτ и dc/dτ существует взаимосвязь:

где V- объем тела, м3;

ρо - кажущаяся плотность тела, кг/м3.

Степень отклонения системы «влажное твердое тело - газ» от состояния равновесия характеризуется движущей силой.

Существуют различные способы представления текущей движущей силы процесса сушки. Можно выразить ее через разность парциальных давлений паров удаляемой влаги в пограничном слое у поверхности материала (рп) и в потоке газа (рс)

Δр=рп-рс. (2)

В период постоянной скорости сушки парциальное давление паров влаги рп у поверхности материала равно давлению насыщенного пара влаги при температуре поверхности материала pнас. В период падающей скорости рп≠pнас, а расчет рп становится затруднительным. Поэтому в этот период обычно используют другой способ представления движущей силы, выражая ее через текущее с (рабочее) и равновесное сp влагосодержание материала Δс=с-сp.

Для расчета основных размеров химико-технологических аппаратов применяют уравнение массопередачи в интегральной форме, т.е в форме, содержащей не дифференциалы, а конечные величины. В таком уравнении фигурирует не текущая, а средняя движущая сила массообменного процесса (Δpср, Δсср и т.п.). Необходимость введения в уравнение средней движущей силы вызвана тем, что в ходе процесса текущая движущая сила по длине аппарата меняется.

При определенных условиях среднюю движущую силу массообменного процесса можно определить как среднюю логарифмическую

(3)

где Δрн, и Δрк - текущие движущие силы соответственно на входе и выходе из аппарата. С учетом зависимости (3) основное уравнение массопередачи в интегральной форме имеет вид

Mτ=kΔpсрF, (4)

где Mτ - масса вещества, переносимая в единицу времени из одной фазы в другую; F - площадь поверхности контакта фаз; k - коэффициент массопередачи (коэффициент скорости процесса) - величина, обратная суммарному диффузионному сопротивлению системы.

Удаление влаги из твердого материала при сушке осуществляют следующим образом. Из толщи влажного материала влага перемещается к его поверхности (поверхности раздела фаз) за счет массопроводности. От поверхности раздела фаз влага перемещается в ядро газового потока за счет массоотдачи. Таким образом, перенос влаги из твердой фазы в газовую сопровождается преодолением двух диффузионных сопротивлений: внутридиффузионного, т.е. сопротивления перемещению влаги в твердой фазе и внешнедиффузионного, т.е. сопротивления перемещению влаги в газовой фазе.

Ответить на вопросы:

1. Что такое кинетика процесса сушки?

2. Чем отличается конвективная сушка от контактной?

3. Опишите периоды процесса сушки

Источник:

1.https://studizba.com/files/show/doc/217011-1-izuchenie-kinetiki-sushki.html

2 урок Принципиальные схемы конвективных зерносушилок

Большинство сушильных установок сельскохозяйственного назначения работает с конвективным подводом тепла. Конструкции их очень разнообразны.

На рисунке 102 показаны принципиальные схемы конвективных сушилок основных типов.
     Лотковые (рис. 102, а) — сушилки периодического действия, сушильную камеру которых загружают и разгружают периодически. Они просты по устройству, в корпусе расположен один или несколько горизонтальных лотков с дном из дырчатого листового железа. Теплоноситель продувается вентилятором сквозь слой зерна (или другого продукта), сушит его и выходит в атмосферу.
Остальные сушилки, изображенные на рисунке 102, — это установки непрерывного действия. В этих установках просушиваемый материал перемещается от загрузочной части к выгрузной в течение всего периода сушки.
     Конвейерные сушилки (рис. 102, б) применяют для сушки овощей, плодов, картофеля и других продуктов сельскохозяйственного производства. На движущуюся перфорированную стальную ленту транспортер подает влажный материал. Сушильный агент проходит через отверстия ленты и слой материала, нагревает его, поглощает влагу и удаляется наружу. Высушенный продукт ссыпается в выгрузной бункер.
      Шахтные сушилки (рис. 102, в, г, д) получили наибольшее распространение для сушки зерна. В шахте прямоугольного сечения зерно заполняет узкие вертикальные колонки из дырчатых стальных листов (колонковые сушилки), свободное пространство между полками жалюзи (жалюзийные сушилки) или между коробами (сушилки с коробами).
Движение агента сушки показано на схемах сушилок. Установленные в шахте короба пятигранной формы имеют открытую нижнюю сторону. Короба, подводящие теплоноситель, обозначены знаком (+), отводящие — знаком (-). Торцы подводящих коробов с одной стороны открыты. Агент сушки поступает через них с шахту сушилки, пронизывает слои зерна и выходит наружу через отводящие короба.
Просушиваемое зерно движется вниз под действием собственного веса, проходит камеру охлаждения и через выпускное устройство выходит в нижний бункер. Охладительная камера (на схемах не показана) представляет собой нижнюю часть шахты, продуваемую наружным воздухом через такие же короба, как и в сушильной камере.
       С сушилки с «кипящим» слоем (рис. 102, е) зерно под действием потока теплоносителя, подаваемого со скоростью 1,0...1,2 м/с, переходит в псевдоожиженное состояние, как бы «кипит». Благодаря этому происходит хорошее перемешивание и равномерное просушивание зерна.
Поступая из приемного бункера, зерно, словно жидкость, само перемещается по слегка наклонной металлической сетке сушильной камеры. Процесс сушки значительно ускоряется за счет того, что тепло- и влагообмен протекают более интенсивно, чем в сушилках с плотным подвижным слоем материала.
      Барабанные сушилки (рис. 102, ж) широко применяют для сушки зерна различных культур, семян трав, а также зеленой массы клевера, люцерны и других трав с целью получения белково-витаминного корма. Они обеспечивают равномерное высушивание материала любой начальной влажности и могут быть передвижными и стационарными.
     Сушильная камера представляет собой барабан с подъемно-лопастной системой непрерывного действия, работающий на смеси топочных газов с воздухом. При медленном вращении барабана (4...9 об/мин) лопасти захватывают и пересыпают сверху вниз просушиваемый материал, направляемый потоком теплоносителя в разгрузочную камеру сушилки.
     В пневматических сушилках (рис. 102, з) процесс сушки происходят в вертикальной трубе в восходящем потоке теплоносителя. Сырой мелкозернистый материал из приемного бункера направляется вентилятором в трубопровод, где с большой скоростью (до 20 м/с и даже более) движется нагретый в калорифере воздух. Из трубы поток попадает в циклон, отделяющий продукт сушки от сушильного агента.
     Пневмогазовые сушилки (рис. 102, и) работают по аналогичной схеме. Более глубокого влагосъема добиваются, направляя на рециркуляцию через сушильную трубу часть просушенного материала.

Составьте краткий конспект:

1. Выпишите типы конвективных сушилок, применяемых в сельском хозяйстве.

2. Опишите способы сушки сельхозпродукции.

Источники

http://agro-archive.ru/primenenie-tepla/2315-principialnye-shemy-konvektornyh-sushilok.html

12 3 Следующая ⇒