POLITECHNIKA ŁÓDZKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII PROCESOWEJ I OCHRONY ŚRODOWISKA

Laboratorium z Środowiskowej Inżynierii Procesowej

Ćwiczenie nr 18

Temat: Kinetyka procesu suszenia

Imię i nazwisko:

Marcin Piotrowski

Grzegorz Nerga

Grzegorz Zabawa

Grupa 4, Środa 15:15-18:00

Wydział, kierunek: Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska,
Inżynieria Środowiska

Wprowadzenie:

Celem ćwiczenia było wyznaczenie na podstawie pomiaru ubytku wilgoci materiału suszonego i w zależności od czasu: wilgotności krytycznej, stałych szybkości suszenia dla I i II okresu suszenia oraz siły napędowej I okresu suszenia

Szybkość suszenia to ilość wilgoci odparowanej w jednostce czasu z jednostki powierzchni ciała suszonego. Wilgotności ciała suszonego wyraża się w procentach masowych lub jako zawartość wilgoci X, czyli ilość kg wilgoci w suchego materiału.

Przebieg procesu suszenia przedstawia się na wykresach Wykres szybkości suszenia od wilgotności materiału oraz Wykres wilgotności materiału od czasu . Wynika z nich, że proces suszenia dzieli się na dwa okresy, okres i o stałej szybkości suszenia i okres II o malejącej szybkości suszenia. Pomiar wilgotności powietrza przeprowadza się najczęściej metodą higrometryczną, metoda punktu rosy lub metoda psychometryczną. Metoda psychometryczna polega na wyznaczeniu temperatury termometrów suchego i mokrego, umieszczonych w strumieniu przepływającego powietrza. Termometr suchy jest termometrem rtęciowym, natomiast końcówka termometru mokrego jest zanurzona w naczyńku z wodą. Przepływ powietrza wilgotnego o wilgotności względnej poniżej 100% powoduje obniżenie temperatury termometru mokrego.

Przykłady obliczeń:

• Obliczenie szybkości suszenia :

$w_{D} = (\frac{\text{ubytek\ chwilowy\ wilgoci}}{1000})/(\frac{powierzchnia\ ciala\ suszonego}{\text{czas}}) = (\frac{3,67}{1000})/(\frac{0,04}{300}) =$ 0,000306 [kg/m²*s]

• Obliczenie wilgotności materiału

$$X = \frac{masa\ ciala\ mokrego\ - \ masa\ ciala\ suchego - \ calkowity\ ubytek\ wilgoci}{masa\ ciala\ suchego} =$$

$$= \frac{0,34 - 0,202 - 0,0037}{0,202} = 0,669\lbrack kg/kg\rbrack$$

Tabele i wykresy:

Wnioski :

Z biegiem czasu masa materiału suszonego maleje co wiąże się z ubytkiem wilgotności. Według teorii szybkość suszenia powinna rosnąć i w pewnym punkcie powoli się stabilizować, niestety w naszym przypadku nie możemy tego zaobserwować, ponieważ jak wynika z wykresów sporządzonych przez nas, nasze doświadczenie przebiega w całości w drugim okresie suszenia. Najprawdopodobniej wilgotność zawarta w materiale suszonym była zbyt mała by móc obserwować proces odbywający się w pierwszym i drugim okresie. Nie mięliśmy również możliwości obliczenia stałych szybkości suszenia ze względu na brak załamania krzywej suszenia, które odwzorowałoby punkt wilgotności krytycznej.