Изображение процессов изменения состояния

воздуха на диаграмме - x

Рис. С2. Изображение процессов на - x диаграмме.

При нагревании влажного воздуха в калорифере (теплообменнике) его энтальпия увеличивается, относительная влажность  уменьшается, а влагосодержание х остается постоянным. На диаграмме - x этот процесс изображает отрезок АВ (рис. С.2), где точка А (Т_о и _о) характеризует параметры холодного воздуха, а точка В (Т₁ ) – параметры нагретого воздуха. Процесс охлаждения воздуха при х =const от температуры Т₁ дозначения  =100% (точка С) характеризуется отрезком ВС.

Точка С при этом называется точкой росы, изотерма, проходящая через эту точку, определяет температуру точки росы Тp. Дальнейшее охлаждение воздуха ниже Т p (например, до температуры Тn) приводит к конденсации паров, находящихся во влажном воздухе, по этой причине влагосодержание уменьшается от x₀ до x n. На диаграмме процесс охлаждения насыщенного воздуха совпадает с линией  =100% (кривая СЕ). Таким образом точка росы (температура росы) – предел охлаждения влажного воздуха до состояния насыщения.

При изоэнтальпийной сушке влага из материала будет испаряться за счет тепла, передаваемого материалу воздухом. Энтальпия воздуха после сушки будет равна его энтальпии перед сушкой , так как все тепло, отданное воздухом на испарение влаги, возвращается обратно в воздух с удаляющимися из материала парами. Одновременно понижается температура и увеличивается влагосодержание x и относительная влажность воздуха . Такой процесс носит название теоретической сушки ( = = = const).

В сушильной практике есть понятие адиабатической сушки (адиабатического испарения в системе поверхность испарения - воздух). В этом процессе воздух только испаряет, а не нагревает влагу. Непосредственно над поверхностью испарения воды (над поверхностью влажного материала в первый период сушки) образуется слой насыщенного пара ( =100%), находящегося в равновесии с водой. Температура влаги при этом имеет постоянное значение, равное температуре мокрого термометра Т м. Эта температура в процессе испарения не меняется, в то время как температура воздуха, по мере его насыщения, все время уменьшается, приближаясь в пределе к температуре мокрого термометра (при  = 100%). Эту температуру, которую примет воздух в конце процесса насыщения, называют также температурой адиабатического насыщения. Таким образом температура мокрого термометра – предельная температура охлаждения влажного воздуха при адиабатической сушке. Если Т м> 0, то поступающая в воздух испаренная влага вносит в него некоторое количество тепла cТм, поэтому адиабатический процесс охлаждения воздуха в этом случае происходит с повышением его энтальпии ( > ). Если L - расход сухого воздуха на испарение, а - расход удаляемой влаги, то можно записать уравнение теплового баланса

или

где с - теплоемкость воды.

Величина /L показывает увеличение влагосодержания воздуха в процессе его адиабатического охлаждения, равное (x м- x₁), где x м- влагосодержание воздуха при его полном насыщении влагой при температуре Т м. Из полученной выше зависимости

(С.10)

Уравнение (С.10) служит для нанесения на - x диаграмму линий адиабатического насыщения воздуха (адиабатической сушки, постоянных температур мокрого термометра =const).

По линии адиабатического насыщения воздуха происходит изменение его состояния (температуры, влагосодержания и относительной влажности) при адиабатическом процессе испарения влаги со свободной поверхности или поверхности влажного материала в первый период сушки.

Разность между температурой воздуха Т ви температурой мокрого термометра Т мхарактеризует способность воздуха поглощать влагу из материала и носит название потенциала сушки :

(С.11)

Потенциал сушки характеризует движущую силу процесса испарения влаги из высушиваемого материала. Когда воздух полностью насыщается влагой (Т в= Т м ), потенциал  становится равным нулю и сушка прекращается.