Материалдың ылғалдылығын анықтау

% берілген материалдағы ылғалдың мөлшері материалдың ылғалдылығы деп аталады.

Салыстырмалы ылғалдылық және құрамында ылғал бар деп ажыратады.
Салыстырмалы ылғалдылық – ылғал массасының ылғалды материал массасына қатынасы.

Құрамында ылғалы бар – ылғал массасының абсолютті құрғақ материалдың массасына қатынасы
Материалдың тепе-теңдік ылғалдылығы.

Жылулық кептіру жағдайында материалдан жойылатын барлық ылғал бос ылғал деп аталады.

Байланысқан ылғал – бұл материалдағы кептіру арқылы жоюға болатын ылғалдың елеусіз мөлшері. Материалмен берік, бірақ химиялық емес байланысы бар бұл ылғалды гигроскопиялық деп атайды.

Ауаны 100% қанықтыру кезіндегі материалдың тепе-теңдік ылғалды материалдың гигроскопиялық нүктесі деп атайды, және материалылғалының шегін сипаттайды, онда ауадағы және материал бетіндегі су буының парциал қысымы қанығудың парциал қысымына тең.

Р_в.п = Р_м = Р_n

Р_в.п - ауадағы будың парциал қысымы

Р_м - материалдағы будың парциал қысымы

Р_n - қанығу кезіндегі су буларының парциал қысымы.

Егер материалдың ылғалдылығы ылғал күйдегі материалдың гигроскопиялық нүктесіндегі ылғал мөлшерінен үлкен болса, бұл жағдайда кептіру қоршаған ортаның кез келген ылғалында жүреді.

Материалдың ылғалдылығы қаныққан будың ылғал мөлшерінен аз болса гигроскопиялық материал мен кептіру қоршаған ортадағы бу қысымына тәуелді болады. Кептіру материалдың ылғалдылығы тепе-теңдік ылғалдылықтан артық болғанда ғана мүмкін
2.Кептіру теориясы

Кептірудің екі түрі бар: буландыру және түзілген буды әкету арқылы ылғалды жою үрдісі:

1. кептіргіш агенттің тікелей жанасуы (конвективті кептіру)

Кептіру ұшін қолданылады:

1. жануға арналған біріншілік ауа

2.екіншілік ауа – жылутасымалдағыш ретінде

Отынның үш түрі қолданылады: жанғыш, газтәріздес және сұйық

Кептіру қыздырылған ауа немесе түтіндік газдар арқылы жүзеге асады.

Кептірудің берілген түрі ылғалды жіне гигроскопиялық күйдегі материалдар үшін қолданылады. Бұл тәсілге ауадағы кептіруді-табиғи кептіруді жатқызады.

Өндірістік тәсілдер ретінде жасанды кептіруді қолданады. Материалдарды кептіру ылғалдың булануы-массаалмасу және жылуды беру-жылуалмасудан тұратын техникалық үрдістердің жиынтығынан тұрады. Кептіру кезінде заттардың бір фазадан екіншісіне ауысуы жылуалмасумен қатар жүреді, онда фазалар температурасы бірдей емес.

Материалдағы сұйықтық температурасынан артық ауа температурасы кезінде газ тәрізді кептіргіш агенттен сұйықтыққа конвекция жолымен берілетін жылу мөлшері мына формуламен анықталады:

Q=F α(t-θ), Вт

Формуладан көрініп тұрғандай, температуралар айырымы артқанда жылу мөлшері артады, ол t шамасының артуымен және θ төмендеуімен анықталады. Егер материал температурасы минимал ьолса, ал қыздырылған ауа температурасы максимал болса көп жылу мөлшері қажет болады.

Материалдың гигроскопиялық күйінде температура материалдың қалыпты ылғылды күйіндегіден біраз жоғары, бірақ қоршаған орта температурасынан төмен. t_м<θ

θ = t – тепе-теңдік шарты
Коллоидты күйдегі заттар үшін ылғалдың тасымалдануы төмен потенциалдан жоғарыға қарай жүреді. Тепе-теңдік күйден ауытқыған кезде ылғалдың, онымен мөлшері тепе-теңдіктен жоғары болатын фазадан оның мөлшері тепе-теңдіктен төмен фазаға ауысуы жүреді.

Булану жылдамдығы уақыт бірлігінде бір фазадан екінші фазаға өтетін ылғал мөлшерімен анықталадыжәне мына формуламен анықталады

:

W=F C(P_нас - Р_вп), кг/ч

С – булану коэффициенті

Р_вп - материалдағы су буларының парциалды қысымы
P_нас – судың булану температурасы кезіндегі қаныққан будың парциалды қысымы

Ауа жылдамдығының артуымен оның темпі мен салыстырмалы ылғылдылығы, буланатын сұйықтық мөлшері артады.

Кептіру үрдісі бірнеше сатыларға бөлінеді. Бірінші саты кезінде ылғал ылғалды материалдың барлық бетінде буланады – ашық кеңістіктегі булану сияқты. Кептіру жылдамдығы тұрақты, будың қоршаған ортаға ішкі диффузиялану жылдамдығымен анықталады. Екінші сатыда – ішкі диффузия- ылғалдың материалдың ішінен оның бетіне тасымалдануы. Бұл кезеңде булану беті азаяды, ішкі диффузияның кедергісі артады, кептіру ылғалдылығы азаяды

Материалдың қалыңдығы мен құрылымына тәуелді беттен ылғалдың булануы екінші сатының соңында тоқтауы мүмкін және тек тереңде ғана жүруі мүмкін. Бұл жағдайда ылғалдылық ауаға жылуды мынадай көлемде береді

Q₁=r ω

r – бу түзілудің көрінбейтін жылуы, кДж/сағ

ω – булану жылдамдығы
3.Жылутехникалық есептеу

Кептіргіштерді есептеу мыналарды құрудан тұрады.

1. 
   Материалдық балансты;
   
2. 
   Жылулық балансты;
   
3. 
   Габариттер мен өнімділікті таңдаудан;
   
4. 
   Қосымша құралдардың типі мен маркасын таңдаудан ( газ, шаң ұстағыш қондырғылар , сорғыш аппараттар, калориферлер және т.б.)
   

1. 
   аналитикалық;
   
2. 
   графикалық.
   

Кептіргіштердің аналитикалық есептеулері

М₁ и М₂ – келіп түскен материалдың бастапқы ылғалдылығы және кептірілген материалдың соңғы ылғалдылығы;

W₁ и W₂ – материалдың кептіруге дейінгі және кейінгі ылғалдылығы;

d₀ и d₂ – кептіруге дейінгі және кейінгі ауа ылғалдылығы .

Кептіргіштің жылу балансы:

Q_вл – ылғалды буландыруға жұмсалған жылу шығыны;

Q_м – материалды қыздыруға жұмсалағн жылу шығыны;

Q_пот – жоғалтуға кеткен жылу шығыны ;

Q_возд – ауаны қыздыруға кеткен жылу шығыны);

Q_ту – қосымша материалдарды қыздыруға кеткен шығын.

Мысал : Материалдың өнімділігі 50 кг/сағ кептіргіш барабандарын есептеу, W₁=48%, W₂=12%, t_ауа=23 ⁰С, W_ауа=50%, пайдаланылған газдың t=37 ⁰C, W_ауа=62%, Р_бар=745 мм.с. б. Сечение барабана = 0,8 м², жылудың шығыны = 840 кДж/кг ылғал. Кептірудің бастапқы кезіндегі ауа мен жылудың шығынын, температура мен ылғалдылықты және кептіргіштегі ауа жылдамдығын анықтау.

1. Ылғалдың балансын құрамыз:

2. Жойылған ылғалдың мөлшері:

3. Ауаның үлестік шығыны:

4. Құрғақ ауаның қажетті көлемі:

5. Ылғалды ауаның қажетті көлемі:

V_ылғ: құрғақ ауаның; , .

; , .

.

6. Жылудың үлестік шығыны:

i₁ и i₂ –белгілі температура мен сыртқы ауа энтальпиясы кезіндегі пайдаланылған ауаның энтальпиясы , .

7. шығынды есепке алғандағы жылудың үлесті:

8. Жылудың сағаттық шығыны:

9. Ауаны қыздыруға қажетті эталонды ауа мен жылуыдң шығыны :

0 ⁰С температура кезінде 1 кг суды буландыру үшін қажетті жылу мөлшері 100 ⁰С дейін қыздырған кезде 2500+1,77*100 шамасына тең болады . Эталонды ауаның энтальпиясы мына формула бойынша есептеледі:

10.Парциалды қысым арқылы берілген ауадағы ылғал мөлшері:

11. .

12. сағаттық шығын.

13. кептірудің бастапқы кезі мен соңындағы ауа жылдамдығы

№ 5Тәжірибелік сабақ