Fragen zu den Übungsaufgaben 5-41 der Vereinigung
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Die Aufgabe lautet wie folgt: In einem kontinuierlichen Gegenstromtrockner wird eine bestimmte feste Substanz mit heißer Luft getrocknet. Gegebene Luftbedingungen: Luftfeuchtigkeit bei Eintritt in den Trockner: 0,01 (kg/kg trocken, danach weggelassen), Enthalpie: 120 kJ/kg. Die Temperatur der feuchten Luft beim Ausgang aus dem Trockner beträgt 38 Grad Celsius. Der Zustand der Materialien ist folgender: Der Wassergehalt am Eingang und Ausgang des Trockners beträgt jeweils 0,04 (kg/kg Trockenmasse; dieser Wert wird hier weggelassen) bzw. 0,002. Die Temperatur am Eingang und Ausgang liegt bei 27 Grad Celsius bzw. 63 Grad Celsius. Rate des völlig trockenen Materialstroms: 450 kg/Stunde. Wärmekapazität des völlig trockenen Materials: 1,465 kJ/(kg·K). Unter der Annahme eines Wärmeverlusts von 5 kW im Trockner – wie hoch ist dann die Luftdurchflussrate? Meine Frage ist folgende: In den Lösungen am Ende des Übungsbuchs wird der Wert von H2 berechnet – also die Feuchtigkeit an der Ausgangsstelle der feuchten Luft. Die Methode, die ich anwende, besteht darin, nicht nach dieser Feuchtigkeit zu suchen, sondern direkt die Gleichungen für Masse und Energie in Betracht zu ziehen:**Gleichung für die Masse:** W (Menge an verdampftem Wasser) = GC(X1–X2) = V(H2–H1). Dadurch lässt sich die Menge an Wasser ermitteln, die verdampft – also die Menge an Wasser, die in die feuchte Luft übergeht. Dies beträgt 17,1 kg/Stunde.
**Gleichung für die Energie:** Die Energie, die die feuchte Luft im Trockner abgibt, wird verwendet zur: 1. Verdampfung von Wasser, 2. Erwärmung des trockenen Materials sowie 3. Ausgleich von Wärmeverlusten. Daher gilt:
V(1,01 + 1,88·H1)·(t1 – t2) = 17,1·(r0 + Cv·t2 – Cl·27) + 450·(1,465 + X2·Cl)·(63 – 27) + 5·3600
Erklärung:
V = Menge an trockenem Luftvolumen
r0 = Verdampfungswärme des Wassers
Cv = Spezifische Wärmekapazität des gasförmigen Wassers
Cl = Spezifische Wärmekapazität des flüssigen Wassers
X2 = Wassergehalt am Ausgang der Anlage
Das Ergebnis für V beträgt 1036 – das ist noch die Hälfte vom gewünschten Wert von 1486. Dieses Problem beschäftigt mich seit zwei Tagen. Ich weiß, dass meine Frage lang ist, deshalb danke ich jedem Freund, der sich die Zeit genommen hat, meinen Beitrag zu lesen. Wenn Sie diese Aufgabe auch schon gelöst haben und mir weiterhelfen können, wäre ich Ihnen äußerst dankbar! Ich werde Punkte hinzufügen.
Dieser Beitrag wurde zuletzt von zwp997 am 9.9.2015 um 10:40 bearbeitet. Gleichgewichtstemperatur: V(1,01+1,88H1)(t1-t2) = 17,1*(r0+Cv*t2-Cl*27) + 450*(1,465+X2*Cl)*(63-27) + 5*3600. Die Formel auf der linken Seite ist falsch – haben Sie damals bei der Erwärmung Feuchtigkeit berücksichtigt? Für die ersten beiden Positionen rechts gibt es fertige Formeln für feuchte Materialien. Genau richtig. Daher wird H2 trotzdem ermittelt. r0 = Verdampfungswärme des Wassers, Cv = spezifische Wärmekapazität des gasförmigen Wassers. Für diese beiden Werte sollten Zahlenwerte im Bereich von 27 bis 63 verwendet werden. .
Zunächst vielen Dank für Ihre Antwort, ich verstehe vollkommen, was Sie meinen. Ich weiß, wo ich falsch lag. Bei meinen Berechnungen habe ich das Modell der kontinuierlichen Trocknung aus dem Lehrbuch für chemische Verfahren wörtlich übernommen, also unter der Annahme, dass es vor dem Trockner einen Vorheizer gibt. Dadurch ist der Zustand am Ausgang des Trockners nicht richtig. Kurz gesagt: Das ist einfach falsch!
Es ist ein Beitrag von vor fast zwei Jahren – ich habe ihn auch vergessen. Aber ich wünsche dir viel Erfolg bei der Prüfung. Ich bin schon drüber, haha