Слайд 2ОБЕЗВОЖИВАНИЕ
Процесс обезвоживания материала за счет испарения влаги и отвода ее паров -
![ОБЕЗВОЖИВАНИЕ Процесс обезвоживания материала за счет испарения влаги и отвода ее паров](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-1.jpg)
сушка.
Все тела обладают способностью поглощать влагу, отдавать влагу и интенсивно удерживать влагу.
Количество влаги в теле меняется в значительных пределах в зависимости от условий.
Слайд 3Влажность материала
Баланс влажного материала:
Относительная влажность
Абсолютная влажность
![Влажность материала Баланс влажного материала: Относительная влажность Абсолютная влажность](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-2.jpg)
Слайд 4Влажность материала
Влажность материала меняется.
Влага, содержащаяся в материале в различных количествах, неоднородна по
![Влажность материала Влажность материала меняется. Влага, содержащаяся в материале в различных количествах,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-3.jpg)
интенсивности связи с твердой фазой, по своим свойствам, по характеру воздействия на свойства влажного материала.
Слайд 5Формы связи влаги с материалом
Химическая связь влаги с материалом – влага входит
![Формы связи влаги с материалом Химическая связь влаги с материалом – влага](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-4.jpg)
в состав кристаллических решеток материала;
Физико-химическая связь – осуществляется адсорбционными и осмотическими силами:
адсорбционная и осмотическая;
Физико-механическая связь –влага, заполняющая макро- и микрокапиляры, и влага смачивания;
Слайд 6Физико-химическая связь
Адсорбционная (гидратационная) связанная влага;
Осмотическая влага
![Физико-химическая связь Адсорбционная (гидратационная) связанная влага; Осмотическая влага](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-5.jpg)
Слайд 7Адсорбционная влага
Адсорбционная (гидратационная) – поглощается с выделением тепла; сорбируется внешней поверхностью за
![Адсорбционная влага Адсорбционная (гидратационная) – поглощается с выделением тепла; сорбируется внешней поверхностью](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-6.jpg)
счет нескомпенсированного силового поля молекул из паровоздушной смеси и при непосредственном контакте с водой;
Образуется адсорбционный слой;
меняются физические свойства материала (пластифицирует);
плотность воды повышается, снижается теплоемкость и температура замерзания.
Слайд 8Осмотическая влага
Осмотическая влага проникает в капиллярно-пористое тело, состоящее из замкнутых пор, через
![Осмотическая влага Осмотическая влага проникает в капиллярно-пористое тело, состоящее из замкнутых пор,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-7.jpg)
стенки путем избирательной диффузии за счет сил осмотического давления.
Проникает в материал в основном при соприкосновении с жидкостью;
Энергия связи незначительна;
Свойства воды и материала не меняются.
Слайд 9Физико –механическая связь
Капиллярная влага;
Влага смачивания;
![Физико –механическая связь Капиллярная влага; Влага смачивания;](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-8.jpg)
Слайд 10Капиллярная влага
Заполняет микрокапиляры, макро-капиляры тела, вследствие сил капилярного давления.
Механически удерживается (тонкий
![Капиллярная влага Заполняет микрокапиляры, макро-капиляры тела, вследствие сил капилярного давления. Механически удерживается](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-9.jpg)
слой у стенок связан адсорбционно).
Поглощается из паровоздушной смеси и при непосредственном контакте с водой.
Слайд 11Влага смачивания
Находится на наружной поверхности и в макропорах. Макрокапилляры заполняются влагой при
![Влага смачивания Находится на наружной поверхности и в макропорах. Макрокапилляры заполняются влагой](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-10.jpg)
непосредственном соприкосновении с водой.
Удерживается прилипанием.
Поглощается при непосредственном контакте с водой.
Слайд 12Классификация влажного материала
Коллоидные тела – сохраняют эластичные свойства после удаления из них
![Классификация влажного материала Коллоидные тела – сохраняют эластичные свойства после удаления из](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-11.jpg)
влаги (желатин), преобладает осмотическая форма связи;
Капиллярно-пористые тела – при удалении влаги становятся хрупкими (песок, древесный уголь), преобладает капиллярная форма связи;
Капиллярно-пористые коллоидные тела – характерны процессы набухания и усадки (торф, зерно, кожа).
Слайд 13Равновесная влажность
При долгом контакте материала с воздухом определенной t и φ, влажность
![Равновесная влажность При долгом контакте материала с воздухом определенной t и φ,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-12.jpg)
материала постоянна – равновесная.
Температура материала равна температуре влажного воздуха, давление паров воды у поверхности материала равно парциальному давлению водяного пара в воздухе: pм =pпв
Слайд 14Равновесная влажность
Зависит
от свойств материала;
характера связи влаги с материалом;
параметров окружающей среды.
Равновесная влажность
![Равновесная влажность Зависит от свойств материала; характера связи влаги с материалом; параметров](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-13.jpg)
материала при контакте с воздухом φ=100% - гигроскопическая точка материала.
Слайд 15Гигроскопическая точка
Парциальное давление пара в воздухе и непосредственно над поверхностью материала равны
![Гигроскопическая точка Парциальное давление пара в воздухе и непосредственно над поверхностью материала](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-14.jpg)
парциальному давлению насыщенного пара при данной температуре: pм=pпв=pнас ;
Слайд 16Состояние материала
Если влажность материала больше влажности гигроскопической точки – материал находится во
![Состояние материала Если влажность материала больше влажности гигроскопической точки – материал находится](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-15.jpg)
влажном состоянии: pм=pнас
Сушка материала, находящегося во влажном состоянии, протекает при любых параметрах окружающей среды до ее полного насыщения.
Слайд 17Состояние материала
Если влажность материала меньше влажности гигроскопической точки – материал находится в
![Состояние материала Если влажность материала меньше влажности гигроскопической точки – материал находится](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-16.jpg)
гигроскопическом состоянии: pм < pнас
Сушка материала, находящегося в гигроскопическом состоянии, зависит от давления водяного пара в окружающей среде и возможна только при влажности материала больше равновесной.
Слайд 19Особенности тепло- массообмена
Если парциальное давление водяных паров у поверхности материала больше, чем
![Особенности тепло- массообмена Если парциальное давление водяных паров у поверхности материала больше,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-18.jpg)
в окружающем воздухе, материал отдает влагу воздуху.
Парциальное давление водяных паров у поверхности материала меньше, чем в окружающем воздухе, -материал сорбирует влагу из воздуха
Слайд 20Процесс сушки
При сушке жидкость испаряется и переходит в газовую фазу в виде
![Процесс сушки При сушке жидкость испаряется и переходит в газовую фазу в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-19.jpg)
пара, передавая от жидкости к воздуху (газу) тепло, равное теплоте испарения жидкости:
Т.к. сушка – массообменный процесс:
)
Слайд 21Влияние температуры
Чем выше температура материала, тем больше давление пара над материалом pм
![Влияние температуры Чем выше температура материала, тем больше давление пара над материалом](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-20.jpg)
, т.е. для интенсификации процесса необходимо тепло.
Слайд 22Тепловая сушка
Контактная сушка;
Воздушная или газовая сушка;
Терморадиационная сушка;
Высокочастотная сушка
![Тепловая сушка Контактная сушка; Воздушная или газовая сушка; Терморадиационная сушка; Высокочастотная сушка](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-21.jpg)
Слайд 23Тепло- массообмен
При тепловой сушке процесс передачи влаги (вещества) из одной фазы в
![Тепло- массообмен При тепловой сушке процесс передачи влаги (вещества) из одной фазы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-22.jpg)
другую сопровождается процессом теплопередачи.
Температура фаз не одинакова.
Количество тепла, передаваемого от газообразного сушильного агента к жидкости за счет конвекции при tг >Θм:
Слайд 24Теплообменное равновесие
Процесс испарения сопровождается передачей тепла от жидкости в окружающую среду;
Жидкость
![Теплообменное равновесие Процесс испарения сопровождается передачей тепла от жидкости в окружающую среду;](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-23.jpg)
соприкасается с горячим теплоносителем и нагревается;
Когда Q1=Q2 наступает тепловое равновесие, идет испарение при постоянной температуре.
Слайд 25Температура, принимаемая жидкостью при испарении после достижения теплового равновесия, - температура мокрого
![Температура, принимаемая жидкостью при испарении после достижения теплового равновесия, - температура мокрого](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-24.jpg)
термометра.
Процесс сушки при данных параметрах газа (воздуха) происходит до достижения равновесной влажности материала.
Слайд 26Кинетика процесса сушки
Влага перемещается от центра материала к периферии (границе контакта с
![Кинетика процесса сушки Влага перемещается от центра материала к периферии (границе контакта](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-25.jpg)
воздухом) за счет массопроводности:
где k – коэффициент влагопроводности, м2/с;
Слайд 27Кинетика процесса сушки
С поверхности материала влага в виде пара передается в ядро
![Кинетика процесса сушки С поверхности материала влага в виде пара передается в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-26.jpg)
газового потока за счет конвективной диффузии:
где
- критерий Био
Слайд 29Первый период сушки
Кинетический закон
Скорость процесса
Температура материала Θм=tм
![Первый период сушки Кинетический закон Скорость процесса Температура материала Θм=tм](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-28.jpg)
Слайд 30Второй период сушки
Кинетический закон
Скорость процесса –равномерно падающая и неравномерно падающая
Температура материала
![Второй период сушки Кинетический закон Скорость процесса –равномерно падающая и неравномерно падающая](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-29.jpg)
повышается до tв
Слайд 32Кривая скорости сушки
1- для тонких материалов с большой удельной поверхностью;
2 – для
![Кривая скорости сушки 1- для тонких материалов с большой удельной поверхностью; 2](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-31.jpg)
пористых материалов (ткань, кожа, бумага)
3 – для материалов с небольшой удельной поверхностью (керамика)
Слайд 34Факторы, влияющие на скорость
Природа высушиваемого материала;
Размеры;
Начальная и конечная влажность материала;
Относительная влажность,
![Факторы, влияющие на скорость Природа высушиваемого материала; Размеры; Начальная и конечная влажность](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-33.jpg)
температура и скорость воздуха:
1 период – скорость и направление движения
11 период – температура и относительная влажность воздуха
Характер и условия обтекания материала воздухом
Слайд 35Ускорение процесса сушки
Повышение температуры – возрастает парциальное давление водяных паров в материале
![Ускорение процесса сушки Повышение температуры – возрастает парциальное давление водяных паров в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-34.jpg)
и движущая сила процесса;
Уменьшение давления – снижается парциальное давление водяного пара и увеличивается движущая сила процесса;
Увеличение скорости газа – увеличивается коэффициент массоотдачи и скорость процесса;
Измельчение материала …..
Слайд 36Материальный баланс
По общим потокам
По абсолютно сухому веществу
![Материальный баланс По общим потокам По абсолютно сухому веществу](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-35.jpg)
Слайд 37Расход свежего воздуха
Расход свежего воздуха
Удельный расход воздуха
![Расход свежего воздуха Расход свежего воздуха Удельный расход воздуха](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-36.jpg)
Слайд 38Тепловой баланс конвективной сушки
Затраты тепла на проведение процесса сушки:
Затраты тепла в калорифере
![Тепловой баланс конвективной сушки Затраты тепла на проведение процесса сушки: Затраты тепла в калорифере](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-37.jpg)
Слайд 39Схемы сушки
Простая схема;
С дополнительным подогревом;
С промежуточным подогревом;
С рециркуляцией отработанного воздуха;
С замкнутой циркуляцией
![Схемы сушки Простая схема; С дополнительным подогревом; С промежуточным подогревом; С рециркуляцией](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-38.jpg)
сушильного агента.
Слайд 43С рециркуляцией отработанного воздуха
![С рециркуляцией отработанного воздуха](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/959747/slide-42.jpg)