Berechnung der Verdampfungstrocknung

Um die zu trocknende Flüssigkeit bis zum Sieden zu erhitzen, muss folgende Wärmemenge aufgebracht werden:

W_S = Wärmemenge zum Erhitzen bis Siedetemperatur

c_p = spezifische isobare Wärmekapazität der Flüssigkeit

T_S = Siedetemperatur der Flüssigkeit

T_A = Ausgangstemperatur vor der Trocknung

r_Fluid = Dichte der Flüssigkeit

V_Fluid = Volumen der zu trocknenden Flüssigkeit

Anschließend muss die Flüssigkeit unter Aufbringung der Verdampfungsenthalpie h_v vollständig verdampft werden.

W_V = Wärmemenge zum Verdampfen der Flüssigkeit

V = Volumen der zu trocknenden Flüssigkeit

r_Fluid = Dichte der Flüssigkeit

h_v = spezifische Verdampfungsenthalpie

Wird von einer indirekten Wärmezufuhr, z. B. durch Wärmeleitung, ausgegangen, erwärmen sich die zu trocknenden Bauteile ebenfalls bis auf die Siedetemperatur der Flüssigkeit.

W_B = Von den Bauteilen aufgenommene Wärmemenge

c_pB = spezifische isobare Wärmekapazität der Bauteile

T_S = Siedetemperatur der Flüssigkeit

T_A = Ausgangstemperatur vor der Trocknung

m_B = Masse der zu trocknenden Bauteile

Insgesamt ergibt sich die für die Trocknung erforderliche Mindestwärmemenge zu:

W_ges = W_S + W_V + W_B

Die erforderliche Heizleistung ergibt sich damit zu:

P_H = Erforderliche Heizleistung

W_ges = Für die Trocknung erforderliche Wärmemenge

t_T = Trockenzeit

Unter Annahme einer kontinuierlichen Beschickung der Trocknungsanlage (z. B. Durchlaufofen) stellt diese Heizleistung die mittlere Dauerleistung dar. Soll eine chargenweise Trocknung mit kurzer Taktung erfolgen, müssen entsprechend größere Heizleistungen installiert werden. Die berechnete Leistung stellt in beiden Fällen lediglich einen Mindestwert dar. Die realen Heizleistungen sind aufgrund des unvollständigen Wärmeübergangs und der Wärmeverluste an die Umgebung teilweise erheblich größer. Ist nichts genaueres bekannt, kann näherungsweise eine um 20 % bis 40 % höhere Leistung angenommen werden.