Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
Сопоставляя уравнения (7.21) и (7.36) нетрудно видеть, что Pa-= pp. Коэффициенты массоотдачи могут быть вычислены по уравнению
Nufl = А Re" (Prfl)"1, (7.37)
где Nufl — диффузионный критерий Нуссельта (в зарубежной литературе его называют критерием Шервуда, Sh); Nufl = Pl/Du; Prfl — диффузионный критерий Прандтля (в зарубежной литературе его называют критерием Шмидта, Sc); Prfl = v/Z>M.
Критерий Нуссельта Nufl характеризует соотношение между конвективной (P) и кондуктивной (Dm) составляющими массового потока; критерий Прандтля Prfl характеризует связь скоростного и концентрационного полей.
В случае сушки воздухом все физические константы для воздуха и водяного пара можно объединить в один постоянный множитель; при этом уравнение (7.37) примет вид [12]:
р = B(wp)n. (7.38)
Коэффициенты В и п для уравнения (7.38) найдены опытным путем:
Pp =5,610-4 (Wp)0-8, (7.39)
Px= 910 (wp)0'8, (7.40>
где w — линейная скорость воздуха, м/с.
Уравнение (7.40) получено для случая, когда движущая сила процесса сушки выражается влагосодержанием X.
Поверхность межфазового контакта F тел правильной формы определяется из геометрических соображений.
Для тел, беспорядочно насыпанных на какой-либо площади /, при движении сплошной газовой среды над засыпкой (рис. 7.9, а) поверхность контакта Fнаходят из модельного представления. Для этого вы-
256 деляют единичный элемент твердого тела (частицу, зерно) и принимают (рис. 7.9, б), что поверхность его контакта с потоком близка к полусфере диаметром d. Тогда поверхность контакта составляет
а
I
б
nd2/2, а площадь, на которую Рис. 7.9. Схема ^m расчета межфа3ово-опирается эта полусфера, го контакта При омывании сплошной сре-равна nd2/4. Таким образом, дой /засЫпки твердых частиц II:
поверхность контакта Fq а — протекание процесса; 6 — геометрические вдвое превышает площадку./^ характеристики модельной полусферы основания полусферического
зерна. И если площадка/полностью покрыта насыпным материалом, то общая поверхность контакта F- 2/, поскольку контакту с внешней средой доступен только верхний слой зерен.
В случае движения сплошной среды сквозь слой зерен (неподвижный, движущийся или псевдоожиженный и т. п.) поверхность контакта определяется через удельную поверхность как Fyil = 6(1 — є)/d (здесь є — порозность слоя). Очевидно, что для объема рабочей зоны V
Следует иметь в виду, что по формуле (7.41) рассчитывают полную поверхность дисперсных твердых тел в рабочей зоне. Реально в массо-обмене может принимать участие меньшая, активная часть поверхности Fat, < F. Поэтому одними из задач процесса сушки являются обеспечение возможно более полного раскрытия поверхности контакта и приближение Fat, к F.
При теоретическом анализе процесса сушки в условиях потоковой задачи нет необходимости в определении кинематических характеристик внешнего массопереноса (коэффициента массообмена р, поверхности фазового контакта ^и др.), а также внутреннего массопереноса (коэффициента массопроводности Du и др.). Надо быть только уверенным, что процесс ведется при достаточно высоких значениях поверхности контакта, другими словами, — при достаточно высоких пропускных способностях внешнего массопереноса, когда |}/р>> (W).
В этом случае по заданным характеристикам содержания влаги в твердом материале и высушиваемого агента из материальных балансов обычно отыскивают неизвестный поток влаги W, обеспечивающий заданную производительность потока высушиваемого твердого материала G.
Сушка в условиях потоковой задачи может происходить при удалении как свободной, так и связанной влаги.
17-4590 257
(7.41) Анализ процесса сушки в условиях смешанной задачи излагается в специальной литературе, например, в [8—10].
Расчет основных технологических параметров. Основными технологическими параметрами, определяющими процесс сушки, являются: время сушки — для аппаратов периодического действия; необходимая поверхность фазового контакта — для аппаратов непрерывного действия.
Для аппаратов периодического действия в общем случае продолжительность сушки или время сушки
T06 = T1+т2, (7.42)
где T1 и т2 — продолжительность сушки соответственно в первом и во втором периоде.
Значение T1 нетрудно определить как
W
где IV1 — количество удаляемой влаги при сушке, кг.
Для определения продолжительности второго периода сушки воспользуемся уравнением (7.22):
dC —di, (7.44)
C-Cp G
где G — количество высушиваемого материала, выраженное в килограммах сухой части.
Интегрируя уравнение (7.44) применительно ко второму периоду сушки, получим:
Для непрерывного процесса сушки определяют суммарную поверхность фазового контакта, необходимую для первого и второго периодов сушки:
P*= Pl +Pv (?-46>
где F1 и F2 — поверхности фазового контакта, необходимые для проведения соответственно первого и второго периодов сушки;
258 *>• 1 PxAXcp
(7.47)
F2 =% 2,3 Ig
(7.48)
C -C '
где Gx — расход сыпучего материала в единицу времени, кг/ч.
Если начальная влажность Ch < Cicp, то в уравнениях (7.45) и (7.48) Cicp заменяют на Сн, a t1 и F1 в расчетах принимают равными нулю.
