|
|
Как и для других газов,
теплоемкость пара возрастает с повышением температуры. В небольшом диапазоне
температур 100—150° С при постоянном давлении она может быть в среднем
принята 2 кДж/(кг-К)[0,48 ккал/(кг-° С)]. Энтальпия сухого насыщенного пара
при давлении 0,1 МПа и температуре 99,6° С составляет 2675 кДж/кг (639,0
ккал/кг) (см. 1).
Для перегретого пара, подчиняющегося уравнению (1),
применительно к условиям сушки, в том числе для выявления гигроскопических
характеристик материалов, высушиваемых в среде перегретого пара, желательно
ввести параметр — степень насыщенности пара или, более кратко, насыщенность
пара Ф, получаемую из соотношения
Для перегретого пара барометрического давления, при
/>99,6° С, применяемого в сушильных камерах, когда рп= 1 бар, формула (3)
примет вид: ф=1/рн (здесь рн т.акже в барах).
Температуру насыщения как функцию давления пара находят
из 1. Этот параметр справедлив для любого давления пара, вплоть до
критического. На 3, а показана графическая зависимость между температурой и
давлением насыщенного пара (правая кривая ф=1,0), а также зависимость t (р„,
ф) для перегретого пара, когда ф<1,0, при давлениях рн=£^0,1МПа (1
бар). Эта зависимость сохраняется и в присутствии воздуха, характеризующегося
своим давлениш^апример, в сушильных камерах, при £=90° С и ф=1,0
выявлена величина рп = = 0,07 МПа. Следовательно, давление воздуха рв будет
соответствовать величине, недостающей до 0,1 МПа, т. е. будет составлять рв =
0,03 МПа (точка А на 3, а); при £=60°С и ф=0,8 будет рп = 0,016 и рв =
0,084 МПа (точка В).
На 3, б аналогичная зависимость t (рп, ф) показана для
пара давлением выше барометрического. Изобарный процесс нагревания или
охлаждения пара изобразится на этих диаграммах вертикальным отрезком.
Применительно к условиям сушки древесины перегретым паром
• барометрического давления графическая взаимозависимость между параметрами
пара как сушильного агента изображена на 3, е. На оси ординат нанесена температура
пара f С. Отсчитывают: температуру перегрева (t—100° С), степень насыщенности
ф, плотность р (кг/м3), удельный объем V= 1/р (м3/кг) и энтальпию перегрева
i0 [кДж/кг (ккал/кг)].
Приближенную зависимость t (ри) для насыщенного пара в
диапазоне температур 90—250° С можно принять по формуле Руша
Этому соотношению в диапазоне температур 100—150° С
соответствует кривая ф(£) на диаграмме 3, е. Из диаграммы видно, что
состояние перегретого пара барометрического давления однозначно определяется
температурой t и любым из следующих параметров: степенью насыщенности ф,
энтальпией перегрева to. плотностью рп или удельным объемом V. Величина
температуры перегрева определится t—100°С (точнее t—99,6°С). При добавке
во'здуха г?ли уменьшении атмосферного давления ниже 0,1 МПа температура
перегрева (при t — const) возрастает.
Если числитель правой части этого уравнения принять равным
единице, в адиабатном процессе получим количество испаряемой влаги в граммах
на 1°С понижения температуры сушильного агента. Эта величина — исходная для
установления допустимой разности температур в штабеле пиломатериала и
выявления желательного количества сушильного агента, циркулирующего по
материалу. С учетом удельного объема V ( 2) определим скорость сушильного
агента по материалу.
Как видно, величина d' близка к единице, т. е. на каждый
градус падения температуры сушильного агента испаряется из материала примерно
1 г влаги. Точнее в диапазоне температур 100—150° С эта величина составит
0,90—0,86° С на 1 г влаги. Расчет процесса испарения влаги перегретым паром
может проводиться также с использованием термодинамических диаграмм TS и iS с
последующей разработкой соответствующих инженерных решений.
|