Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
Генералов М.Б. Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ: Учебное пособие для вузов — M.: ИКЦ «Академкнига», 2004. — 397 c.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка): generalov.djvu
Предыдущая << 1 .. 86 87 88 89 90 91 < 92 > 93 94 95 96 97 98 .. 146 >> Следующая


При наличии лимитирующей стадии расчет процессов массопер-носа относительно прост. В отсутствие лимитирующей стадии, когда хотя бы две конкурирующие процесс стадии сопоставимы по интенсивности, расчет обычно значительно сложнее; в этом случае говорят о смешанной задачи массопереноса.

Далее кратко рассмотрим процессы сушки при наличии отдельных лимитирующих стадий. При этом будем считать, что подвод теплоты не лимитирует процесс, так как происходит быстрее переноса влаги. Другими словами, балансовый статический расчет тепловых и массовых потоков достаточен для осуществления сушки.

Сушка в условиях внутренней задачи. Для упрощения рассмотрим процесс сушки в единичной сферической частице (зерне) радиуса R. В начальный момент времени T = O концентрация влаги С (например, мольная) постоянна во всем объеме сферы и равна C0. Сферу по всей внешней поверхности омывает поток сушильного агента с равновесной для данных условий сушки концентрацией влаги Ср на значительном удалении от поверхности сферы; процесс сушки считается симметричным (рис. 7.8).

Проследим за процессом в единичном зерне при условии, что после внесения зерна в зону сушки на его поверхности мгновенно устанавливается и в ходе процесса поддерживается равновесная концентрация Cp (граничное условие первого рода). Такое допущение предполагает, что в условиях внутренней задачи внешний массообмен является бесконечно интенсивным 12]. Спустя небольшой промежуток времени

252

T1 приповерхностные области зерна теряют влагу, а глубинные еще не затронуты сушкой. К моменту времени X2 незатронутыми остаются лишь центральные зоны зерна, в остальных влажность заметно меньше начальной. А к моменту времени T3 концентрация влаги меньше исходной уже во всем объеме зерна; в момент T4 обезвоживание зерна еще глубже: влажность понижена, она стала ближе к равновесной. Если сушка ведется долго (теоретически при т —» °°), то влажность во всем объеме зерна стремится к равновесной Ср.

Задача анализа применительно к единичному зерну состоит в определении влажности в произвольной точке внутри зерна с радиальной координатой г в произвольный момент времени х, т.е. в определении функции C= С(г, х).

Для этого воспользуемся уравнением массопроводности (7.23). Для единичного сферического зерна радиусом R при симметричной сушке в случае постоянного коэффициента диффузии влаги в материале DM оно записывается в сферических координатах:

Рис. 7.8. Расчетная схема симметричной сушки сферического зерна

ЭС Эт

ґ*2

= D

д1С 2 дС

дг2

- + -

дг

0<r<R, X > 0.

(7.26)

Коэффициент диффузии влаги в материале DM нередко существенно зависит от ее концентрации в нем; при изменении С могут изменяться физическое состояние влаги в материале и характеристики ее диффузии. В этом случае DM нельзя считать постоянным в ходе процесса сушки (по объему зерна тоже). Тогда значительно усложняется решение уравнения (7.26); даже при достаточно простых зависимостях DM = DM(C) решение такого нелинейного уравнения возможно, как правило, только численными методами. При этом возникает дополнительное затруднение в установлении и математическом выражении

253

зависимости DM от С. Поэтому в дальнейшем считаем DM = const, придав ему некоторое среднее значение при изменении концентрации влаги от начальной Сн до равновесной Ср.

Решение уравнения (7.26) должно удовлетворять начальному условию:

C(r, 0) = C0; 0<r<R, t = 0, (7.27)

и граничным условиям: дС(г,т)

= 0, (7.28)

г=0

дг

С(Д,т) = Ср. (7.29)

Решение уравнений (7.26) с учетом выражений (7.27)-(7.29) должно привести к зависимости в обобщенной форме:

с. = С(лт)-Ср=/(р0д r/R) (7зо)

Для переноса вещества (влаги) при сушке сферического зерна зависимость (7.30) имеет конкретный вид бесконечного ряда:

2sin[ «тс— J

С* = I(-D"+1-Ц-^ехр(-« VFofl), (7.31)

л=1 ПК—

R

где п — индекс суммирования.

Ряд (7.31) быстро сходится при не очень малых значениях Fon, так как от слагаемого к слагаемому быстро растет величина л2, входящая в аргумент экспоненциальной функции.

В практических расчетах процесса сушки интересует не столько распределение концентрации влаги по радиусу г (объему зерна), сколько средняя влажность зерна. Именно она входит в материальные балансы статики сушки, определяет необходимые затраты теплоты на процесс сушки и вообще устанавливается в твердом дисперсном материале при его хранении.

Средняя концентрация влаги в сферической частице (зерне) определяется как средняя интегральная величина в объеме сферы

CW = 4-\Qr,x)r2dr. (7.32)

254

При этом средняя концентрация С (т) является функцией только времени т. Усреднение концентрации в зерне_удобно проводить Безразмерных переменных, отыскивая не С(т), а комплекс С (т) = = (С(т) — Ср)/(С0 - Ср) Это правомерно, поскольку С и С* однозначно и линейно связаны между собой. Поэтому

(7.33)

Из совместного решения (7.33) и (7.31) окончательно получим

С(т)-Ср 6^1 . 2 2_ ч

С =—-¦^^-f Zj- ЄХр(-П 1Tl 1FOа).
Предыдущая << 1 .. 86 87 88 89 90 91 < 92 > 93 94 95 96 97 98 .. 146 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.