На рис. 5 изображена схема конвективной сушилки, состоящей из устройства для транспортирования материала (ленточный конвейер, вагонетки и т. д.), вентилятора и калориферов.
Обозначим массовый расход влажного материала, поступающего на сушку, GH (кг/ч), массовый расход высушенного материала GK (кг/ч), начальную и конечную влажность материала (мас. %) соответственно через W1 и W2, а количество влаги, удаляемой при сушке, через W(кг/ч).
Тогда материальный баланспроцесса можно представить равенством
(4)
для количества сухого вещества
(5)
или
(6)
Сопоставление равенства (4) и (5) дает
(7)
Обозначим количество абсолютно сухого воздуха или газа, поступающего на сушку, L (кг/ч), а влагосодержание (кг влаги на 1 кг абсолютно сухого воздуха) до поступления в сушилку через х1 и на выходе из сушилки х2.
Рис. 5. Схема конвективной сушилки:
1 — корпус сушилки; 2 — материал; 3 — ленточный транспортер; 4 — дополнительный калорифер; 5 — основной калорифер; 6 — вентилятор.
Материальный баланс влаги
(8)
откуда расход сухого воздуха
(9)
Удельный расход воздуха (расход на 1 кг испаряемой при сушке влаги)
(10)
Тепловой баланс конвективной сушкисоставим по тому же рис. 5. На сушку поступает влажный материал в количестве Gc + W (кг/ч), который расположен на конвейере массой Gт (кг/ч). В сушилку подается L (кг/ч) абсолютно сухого воздуха. При подогреве воздуха в калорифере к нему подводится Qк (кДж/ч) теплоты, а в сушильной камере дополнительно может быть подведено Qд (кДж/ч) теплоты.
Обозначим:
Gc — количество высушенного материала, кг/ч;
сс —удельная теплоемкость высушенной части материала, кДжДкг · К);
ст — удельная теплоемкость транспортирующих устройств, кДж/(кг · К);
tн — температура до сушки, ºС;
св — теплоемкость воды, кДжДкг · К);
tk — температура материала после сушки, °С;
tт.н, tт.к — температура транспортирующих устройств на входе в сушильную камеру и на выходе из нее, °С;
i0— удельная энтальпия воздуха на входе в сушильную камеру, кДж/кг;
i1 — удельная энтальпия воздуха после нагревания в калорифере, кДж/кг;
i2 — удельная энтальпия на выходе из сушилки, кДж/кг;
Qn — потери теплоты в окружающее пространство, кДж/ч.
Тепловой баланс процесса можно представить уравнением
(11)
Из этого равенства можно определить расход теплоты на сушку
(12)