Что такое материальный и тепловой баланс сушки?

При проведении лабораторных опытов бывает необходимо получить сухое вещество, удалив из него всю влагу. Сделать это можно с помощью разных устройств, но наиболее распространенными из них в промышленности и науке являются сушильные шкафы. Они позволяют быстро удалить лишнюю влагу из материалов путем ее испарения и вытяжения из камер. При этом необходимо рассчитать объем сухого воздуха и энергии, необходимых для процесса. Для решения этих задач требуется рассчитать материальный и тепловой баланс сушки.

Определение понятий "материальный и тепловой баланс сушки"

Они представляют собой измерение и вычисление количества материала и энергии, затрачиваемых на нее.

Материальный баланс для агента сушки, в качестве которого выступает воздух, вычисляется с помощью формул и уравнений. Он характеризует начальную и финальную массу вещества и воды, которая выпарилась в результате сушки, причем абсолютно сухая масса вещества остается постоянной.

Узнав количество влаги и подставив его значение в соответствующее равенство, можно вычислить массу абсолютно сухого вещества и количество полученного продукта. Таким образом, пользуясь формулами легко найти требуемый объем воздуха для процесса. Все расчеты необходимо, соотнося их с размерами сушилки и площадью ее нагревательной поверхности, так как данные для каждой модели будут разными.

После вычисления материального баланса можно узнать количество затрачиваемой энергии. При вычислении теплового баланса различают теоретическую и практическую сушилки. В первом случае считается, что в процессе работы сушильного шкафа нет потерь тепла или его прихода извне. В реальности такого не происходит, поэтому при вычислении теплового баланса необходимо учитывать многие факторы: приход тепла с сушильным агентом, самим материалом и его влагой, транспортными устройствами и внешними источниками энергии. Также необходимо учесть расход энергии с уходящим сушильным агентом, высушенным материалом и потери во внешнюю среду. Без учета всех этих параметров расчеты будут неверны.