SUSZENIE.pdf

(1119 KB) Pobierz
SUSZENIE
PAROWANIE WODY ZE SWOBODNEJ POWIERZCHNI
W wyniku parowania nad cieczą tworzy się warstewka pary nasyconej o
temperaturze równej temperaturze parującej cieczy. Parowanie jest to
zatem dyfuzja pary przez tę warstewkę. Grubość warstwy dyfuzyjnej
zależy od szybkości przepływu gazu nad powierzchnią cieczy: im
szybkość ta jest większa, tym warstwa dyfuzyjna ma mniejszą grubość i
tym szybszy jest proces parowania. Szybkość parowania zależy także od
różnicy ciśnienia pary nasyconej w temperaturze parującej cieczy i
ciśnienia cząstkowego pary w otaczającym gazie. Powyższe zależności
ujmuje prawo Daltona :
C
⋅
(
p
−
p
)
⋅
760
p
max
p
V
=
p
b
gdzie:
V- prędkość parowania wody z jednostki powierzchni g/h*m 2 ,
C – współczynnik zależny od prędkości przepływu gazu (powietrza) nad
powierzchnią cieczy g/h·m 2 ,
p pmax - ciśnienie pary nasyconej w temperaturze parującej cieczy (wody),
czyli ciśnienie nasycenia w mmHg,
p p – ciśnienie cząstkowe pary w otaczającym gazie w mmHg,
p b – ciśnienie barometryczne mmHg,
WILGOTNOŚĆ MAS I SUROWCÓW
WILGOTNOŚĆ BEZWZGLĘDNA – odniesiona do masy materiału
bezwzględnie suchego m s
m
−
m
w
s
W
=
⋅
100
%
b
m
s
gdzie:
m w – masa materiału wilgotnego,
m s – masa materiału suchego,
WILGOTNOŚĆ WZGLĘDNA – odniesiona do masy próbki wilgotnej
m
−
m
W
=
w
s
⋅
100
%
w
m
w
808582526.051.png 808582526.061.png
 
RODZAJE WODY W MATERIAŁACH CERAMICZNYCH
1. Woda związana chemicznie w postaci grup hydroksylowych OH -
i wchodzi w skład związku w ściśle określonym stosunku
stechiometrycznym. Usunięcie powoduje zniszczenie struktury
materiału i zachodzi w temperaturach znacznie przekraczających
temperatury suszenia.
2. Pozostała woda w materiałach:
a) woda swobodna – oddziela odsunięte od siebie ziarna materiału,
b) woda kapilarna – wypełnia szczeliny między ziarnami materiału,
c) woda adsorpcyjna – zaadsorbowana na powierzchni ziaren,
d) woda międzypakietowa – wchodzi w sposób uporządkowany
pomiędzy pakiety minerału np. w montmorylonicie,
PODZIAŁ PROCESU SUSZENIA NA OKRESY
A
K
A
B
R
K
Okres opadającej prędkości suszenia
Okres stałej prędkości suszenia
skurczliwość = ilości
odparowanej wody, bardzo duża,
s
skurczliwość – wyroby o wilgotności ≤
W k kurczą się nieznacznie lub wcale,
s
s
szybkość
suszenia – spada, bo
szybkość suszenia – stała i
równa szybkości parowania ze
swobodnej powierzchni cieczy
k
kapilary
wypełnione
są
wodą
o
powierzchni wklęsłej
k
krzywe K-R
krzywe A-K
808582526.082.png 808582526.001.png 808582526.002.png 808582526.003.png 808582526.004.png 808582526.005.png 808582526.006.png 808582526.007.png 808582526.008.png 808582526.009.png 808582526.010.png 808582526.011.png 808582526.012.png 808582526.013.png 808582526.014.png 808582526.015.png 808582526.016.png 808582526.017.png 808582526.018.png 808582526.019.png 808582526.020.png 808582526.021.png 808582526.022.png 808582526.023.png 808582526.024.png 808582526.025.png 808582526.026.png 808582526.027.png 808582526.028.png 808582526.029.png 808582526.030.png 808582526.031.png 808582526.032.png 808582526.033.png 808582526.034.png 808582526.035.png 808582526.036.png 808582526.037.png 808582526.038.png 808582526.039.png 808582526.040.png 808582526.041.png 808582526.042.png 808582526.043.png 808582526.044.png 808582526.045.png 808582526.046.png 808582526.047.png 808582526.048.png 808582526.049.png 808582526.050.png 808582526.052.png 808582526.053.png
 
B
A
K
W k
R
W r
Czas
Odcinek B-A – ciepło dostarczane zużyte jest na ogrzanie wyrobu,
spadek wilgotności jest nieznaczny,
Odcinek A-K – okres stałej szybkości suszenia,
Odcinek K-R – okres opadającej prędkości suszenia,
Wilgotność równowagowa W r – wysuszony wyrób na powierzchni
ziaren materiału adsorbuje wilgoć z powietrza, proces ten ustaje, gdy
prężność pary wodnej nad powierzchnią wyrobu zrówna się z prężnością
pary wodnej w powietrzu. Wartość W r zależy od wilgotności względnej
powietrza ϕ , temperatury i rodzaju materiału.
PROCES SUSZENIA WYROBÓW CERAMICZNYCH,
PRZYSPIESZANIE PROCESU SUSZENIA
Proces suszenia polega na odparowaniu wody z materiału. Gdy
wilgotność materiału jest większa od wilgotności krytycznej W k woda
paruje z powierzchni. Jej ubytek jest kompensowany drogą dyfuzji
wilgoci z wnętrza wyrobu. Gdy wilgotność materiału jest mniejsza od W k
wówczas parowanie zachodzi w obrębie porów (kapilar), a para
dyfunduje do powierzchni.
Przyspieszenie procesu suszenia:
1. zwiększenie oddawania ciepła wyrobom przez medium suszące
(zwiększanie różnicy temperatur między gazem i ciałem oraz
podwyższanie prędkości przepływu gazu),
2. zwiększenie różnicy pomiędzy prężnością pary wodnej w medium
suszącym i nad powierzchnią suszoną (przez obniżenie wilgotności
względnej gazu),
808582526.054.png 808582526.055.png 808582526.056.png 808582526.057.png 808582526.058.png 808582526.059.png 808582526.060.png 808582526.062.png
Ubytek wilgoci z wyrobu pociąga za sobą kurczenie się wyrobu.
Warstwy bliższe powierzchni wyrobu są bardziej suche niż wnętrze. W
efekcie w warstwach powierzchniowych powstają naprężenia
rozciągające, prowadzące do spękań wyrobu. Naprężenia te można
zmniejszyć albo przez zmniejszenie odprowadzania prędkości wody z
materiału albo przyspieszenie dyfuzji wilgoci z wnętrza wyrobu.
wnętrze wyrobu
W p
I. Powietrze o niskiej
temperaturze i wysokiej
W k
wilgotności względnej.
powierzchnia wyrobu
Czas
wnętrze wyrobu
W p
II. Powietrze o niskiej
temperaturze
i
niskiej
W k
wilgotności względnej.
powierzchnia wyrobu
Czas
W p
wnętrze wyrobu
III. Powietrze o wysokiej
W k
temperaturze i wysokiej
wilgotności względnej.
powierzchnia wyrobu
Czas
808582526.063.png 808582526.064.png 808582526.065.png 808582526.066.png 808582526.067.png 808582526.068.png 808582526.069.png 808582526.070.png 808582526.071.png 808582526.072.png 808582526.073.png 808582526.074.png 808582526.075.png 808582526.076.png 808582526.077.png 808582526.078.png 808582526.079.png 808582526.080.png 808582526.081.png 808582526.083.png 808582526.084.png 808582526.085.png 808582526.086.png 808582526.087.png 808582526.088.png 808582526.089.png 808582526.090.png
WŁASNOŚCI CZYNNIKA SUSZĄCEGO
Powietrze łącznie z parą wodną – powietrze wilgotne.
Powietrze zawierające w danej temperaturze możliwie największą ilość
pary – powietrze nasycone , para znajdująca się w takim powietrzu –
para nasycona.
Jeżeli ilość pary jest mniejsza – powietrze nienasycone , para
nazywana jest parą przegrzaną .
Stosunek wilgotności bezwzględnej do bezwzględnej wilgotności
maksymalnej nazywany WILGOTNOŚCIĄ WZGLĘDNĄ ϕ
⎛
⎞
γ
p
⎜
⎟
p
ϕ
=
⋅
100
%
=
⋅
100
%
γ
p
⎝
⎠
max
p
max
T
WILGOTNOŚĆ BEZWZGLĘDNA POWIETRZA γ p – masa pary wodnej
zawarta w 1m 3 powietrza wilgotnego,
Wszelakie przemiany zachodzą przy stałym ciśnieniu, zaś zawartość
wilgotności bezwzględnej zależy od temperatury (objętości). Wielkością
charakteryzującą wilgotność niezależną od zmian temperatury jest
WILGOTNOŚĆ BEZWZGLĘDNA MASOWA :
m
masa
pary wodne
j
p
x
=
Y
=
=
[kg H 2 O/kg pow.suchego]
masa
powietrza
suchego
m
g
ϕ
⋅
p
p
max
x
=
0
622
p
−
ϕ
⋅
p
b
p
max
gdzie:
p - ciśnienie cząstkowe pary wodnej,
p b – ciśnienie panujące w suszarni=ciśnieniu atmosferycznemu,
p pmax – ciśnienie cząstkowe pary w powietrzu nasyconym,
PUNKT ROSY
Przy ochładzaniu powietrza nienasyconego w pewnej ściśle
określonej temperaturze można zaobserwować wytrącanie się mgły
wodnej powietrza. Temperatura odpowiadająca temu stanowi nosi nazwę
temperatury rosy lub punktu rosy . Ciśnienie cząstkowe pary p p równa
się najwyższemu ciśnieniu p pmax , wilgotność bezwzględna γ p osiąga
najwyższą wartość γ max w danej temperaturze a wilgotność względna
ϕ =100%.
808582526.091.png 808582526.092.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin