Определить количество удаленной влаги W, потребное количество воздуха L и расход теплоты на сушку

Определить количество удаленной влаги W, потребное количество воздуха L и расход теплоты на сушку Q для конвективной зерносушилки производительностью G1, если начальное значение относительной влажности зерна w1 и конечное w2, влагосодержание d1 и температура воздуха t1 на входе в сушилку, влагосодержание d2 и температура воздуха t2 на выходе из сушилки, температура наружного воздуха tо = 15 ºC. Изобразить процесс сушки в Н-d диаграмме влажного воздуха. Дано: G1=500 кг/час, d1=25г/кг с.в., t1= 120°C, d2=32г/кг с.в., t2= 62°C, w1=33%, w2=25%.

Для наглядности решения задачи изображаем процесс сушки на диаграмме
Н-d влажного воздуха.
Схематическое изображение  рабочего процесса конвективной сушилки в Н- d диаграмме влажного воздуха.
Точка «О» определена на пересечении t и d1. Точка «1» на диаграмме получена на пересечении t1 и вертикали d1, а точка «2» на пересечении линий t2  и d2 .
Процесс О1 на диаграмме это нагрев воздуха при d1 =const;
Процесс 12 на диаграмме это испарение и насыщение воздуха влагой из высушиваемого материала.
Количество влаги (W, кг/ч), которое необходимо удалить из зерна, определяется по формуле:
W = G1·(w1 - w2)/100 = 500·(33 - 25)/100 = 40,0 кг/ч.
Потребное количество воздуха (L, кг с.в./ч), необходимое для удаления влаги, определяется по формуле:
L = W·1000/(d2 - d1) = 40,0·1000/(32 - 25) = 5714,3 кг с.в./ч.
Объемное количество воздуха (V, м3/ч) определяется по формуле:
V = W/ρ, где ρ = 1,226кг/м3 -- плотность наружного воздуха при tо = 15 ºC.
V = 40,0/1,226 = 32,63 м3/ч.
Расход теплоты на сушку (Q, кДж/ч) определяется по формуле:
Q = L·(Н1 - Н0), где Н0 и Н1  соответственно, энтальпия наружного воздуха и воздуха, поступающего в сушилку (определяем по диаграмме Н- d влажного воздуха), кДж/кг.
Из диаграммы находим: Н1 =190 ккал/кг =795,5 кДж/кг, Н0 =75 ккал/кг = 314,0 кДж/кг.
Примечание: 1 ккал = 4,1868 кДж
Q = 5714,3·(795,5 - 314,0) = 2751435 кДж/ч = 2751,4 МДж/ч
Необходимая теплопроизводительность нагревательного устройства (калорифер, теплогенератор) определяется, исходя из тепловой мощности (N(Q), кВт) конвективной сушки:
N(Q) = Q/3600 = 2751435/3600 = 764,3кВт.
Ответ: W = 40,0 кг/ч, L = 5714,3 м3/ч, Q = 2751,4 МДж/ч, N(Q) = 764,3кВт.
Контрольный вопрос.
Как определяется тепловой режим сушки различных сельскохозяйственных продуктов?
(ответ)
Режимы сушки различных сельскохозяйственных продуктов, в первую очередь как наиболее важные для питания человека, и не только его но и животных, птиц, а именно зерновых культур (зерна)зависят от следующих факторов:
1) рода культуры; 2) целевого назначения; 3) исходной влажности зерна;
4) конструкции зерносушилок.
1

. Род культуры. Наиболее легко растрескиваются от перегрева зернобобовые, кукуруза и рис. Поэтому температура их нагрева должна быть около 30оС. Злаковые, особенно рожь (не содержит клейковины), сохраняют свои физиологические свойства при температуре до 60оС.
Зерновые культуры по термоустойчивости и влагоотдаче различны. Быстрее других отдаёт влагу овёс, имеющий рыхлый эндосперм и неплотно прилегающие цветочные плёнки. Рожь сушится медленнее пшеницы, т. к. она связывает прочнее влагу. Стекловидная пшеница сохнет медленнее мучнистой, ячмень медленнее ржи, а просо и рис медленнее гречихи. Семена бобовых культур, вследствие толстой семенной оболочки и плотных семядолей, высыхают медленнее, чем зёрна хлебных злаков. Сушку крупяных культур целесообразно вести при повышенной относительной влажности сушильного агента.
2. Целевое назначение. Для семенного зерна, где жизнеспособность имеет первостепенное значение, режим сушки должен быть наиболее щадящим. Наиболее высокие температуры нагрева допускаются при сушке фуражного зерна. При сушке продовольственной пшеницы важнейшее значение имеет сохранение (не ухудшение) качества клейковины. Слабую клейковину можно несколько укрепить небольшим перегревом (на 5оС). Пшеница со слишком крепкой клейковиной сушится, наоборот, при низших температурах по сравнению с нормальным режимом.
Повышенное содержание влаги в зерне способствует усилению его дыхания, проявлению ферментативных и микробиологических процессов, развитию амбарных вредителей (клещей, долгоносиков и др.)