Springen naar inhoud

Enthalpie in luchtdroogproces


  • Log in om te kunnen reageren

#1

MBK

    MBK


  • 0 - 25 berichten
  • 1 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 december 2013 - 10:13

Beste lezers,

Ik ben bezig om een energiebalans op te stellen voor een luchtdroogproces, helaas loop ik vast omdat ik de balans niet sluitend krijg. Hopelijk zijn jullie in staat om mij te helpen. Het proces is momenteel puur theoretisch dus ik laat warmteverliezen aan de omgeving buiten beschouwing. Daar waar enthalpie staat wordt simpelweg de interne enthalpie (als in: cP * delta T) bedoeld.

Ik gebruik droge lucht om een compleet nat product (aw = 1) te drogen. Het droogproces is versimpeld door te stellen dat het drogen in 3 fasen plaatsvindt die zonder gradient (stapsgewijs) verlopen (vrij water, zwak gebonden en sterk gebonden water). Het product komt in fase 1 met de natteboltemperatuur binnen en de drooglucht zal ook tot deze temperatuur afgekoeld worden. Het is een adiabatisch, isobaar proces.

Bij de natteboltemperatuur is de hitte verloren door koeling van de drooglucht gelijk aan de hitte van de evaporatie van water die uit het product verdampt wordt. Dit betekent dus dat de enthalpie van de ingaande drooglucht gelijk is aan de uitgaande drooglucht. Wanneer ik nu zeg dat mijn ingaande product 1 kg water is dat met de natteboltemperatuur binnen komt (stel 40°C). Dan is de ingaande enthalpie dus 1*40*4.18 = 167.2 kJ, wanneer er 100 gram water verdampt wordt dan is de uitgaande enthalpie: 0.9*40*4.18 = 150.48 kJ.

Omdat de enthalpie van de lucht niet veranderd is er dus een 'verlies' van enthalpie van 167.2 - 150.48 = 16.72 kJ, dit is logisch omdat je minder product hebt en dat dus minder energie kan bevatten. Echter, de 1ste wet van thermodynamica stelt dat de energie (en dus ook enthalpie) geconserveerd wordt.

Er ontbreekt dus energie, maar ik heb geen idee waar die naar toe gaat. Immers, de enthalpie van de drooglucht blijft identiek.

Nu kan ik dit in fase 1 oplossen door te stellen dat de enthalpie van de lucht veranderd maar dat de natteboltemperatuur gelijk blijft. Al is de uitgaande droogluchttemperatuur dan groter dan de producttemperatuur. In dit geval heb ik geen 'verlies' van enthalpie. Maar in fase 2 en 3 wanneer de producttemperatuur toe neemt (dus hoger dan de nattebol) doordat de aW < 1 werkt dit truukje niet meer.

Ik had ook bedacht dat dit aan de chemische bond energie kon liggen om van vloeibaar naar gas te gaan, maar dit is niet het geval aangezien dat een vaste waarde is en het verschil in enthalpie niet want die is ook afhankelijk van de gekozen temperatuur.

Het 'verlies' in enthalpie is rond de 40% dus helaas niet verwaarloosbaar. Ik heb zelf het idee dat ik iets gruwelijks verkeerd doe en ik heb al rondgevraagd maar niemand had een oplossing. Dus hopelijk heeft iemand hier een idee hoe ik dit moet oplossen?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.




0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures