Abschnitt 3.1 - 3 Berechnung von Kammertrocknern
3.1 Berechnungsgrundlagen für Kammertrockner
Es sollen bedeuten
| Gges | [g] | Gesamte in den Trockner eingebrachte Lösemittelmenge (Gesamtlösemittelmenge) (siehe Abschnitt 2.7). |
|---|---|---|
| Dges,δ | [m3] | Gesamtes in den Trockner eingebrachtes Lösemitteldampfvolumen bei Trockungstemperatur. |
| M | [g/mol] | Molare Masse des Lösemittels bzw. mittlere molare Masse des Lösemittelgemisches; ist die Zusammensetzung des Lösemittelgemisches nicht bekannt, kann als Mittelwert 100 g/mol angesetzt werden, da das mittlere Molekulargewicht der Lösemittel zwischen 60 und 150 liegt. Da eine genaue Bestimmung meistens nicht möglich ist, muß mit dem Mittelwert 100 gerechnet werden. (Dies ist bei der Umrechnung der unteren Explosionsgrenze nicht zulässig. |
| δ | [°C] | Jeweilige Trocknungstemperatur (siehe Abschnitt 2.13). |
| V | [m3] | Gesamtdampfraum des Trockners (siehe Abschnitt 2.14). |
| Cges,δ | [m3/m3] | Volumenkonzentration des Lösemitteldampfes im Gesamtdampfraum bei Trocknungstemperatur nach Verdampfen der Gesamtlösemittelmenge ohne Luftaustausch. |
| U | [g/m3] | Untere Explosionsgrenze des Lösemittels bzw. Lösemittelgemisches bei 20 °C (293 K). Ist die untere Explosionsgrenze nur als Volumenkonzentration in % (alte Bezeichnung Vol.-%) und auch die berechnete molare Masse des Lösemittels bzw. die mittlere molare Masse des Lösemittelgemisches bekannt, kann die Volumenkonzentration nach der Formel  umgerechnet werden (0,0241 m3/mol = Molvolumen bei 20 °C). Bei dieser Umrechnung darf für die molare Masse nicht der angenommene Mittelwert von 100 g/mol eingesetzt werden (siehe auch Abschnitt 2.5).
|
| Uδ | [g/m3] | Untere Explosionsgrenze des Lösemittels bzw. des Lösemittelgemisches bei Trocknungstemperatur. |
| kzul | Sicherheitsfaktor, der den zwischen höchstzulässiger Lösemitteldampfkonzentration im Trockner und der unteren Explosionsgrenze des Lösemittels bzw. Lösemittelgemisches aufgrund der getroffenen Explosionsschutzmaßnahmen erforderlichen Sicherheitsabstand festlegt. Es ist kzul = 0,5 einzusetzen. Bei Trocknern nach Abschnitt 1 Nr. 1 kann in geprüften Ausnahmefällen ein höherer Wert eingesetzt werden: 0,5 < kzul ≤ 0,75. Bei Trocknern nach Abschnitt 1 Nr. 2 mit Heizflächentemperaturen oberhalb der Grenztemperatur ist kzul = 0,25. | |
| Czul,≤ | [m3/m3] | Höchstzulässige Lösemitteldampfkonzentration bei Trocknungstemperatur (siehe Abschnitt 2.11). |
| t0 | [h] | Theoretische Verdampfungszeit der gesamten in den Trockner eingebrachten Lösemittelmenge bei Trocknungstemperaturen unter der fiktiven Annahme, daß die Anfangsverdampfungs-geschwindigkeit während des ganzen Trocknungsvorganges konstant bleibt. |
| tW | [h] | Zeit für einen Luftwechsel im Gesamtdampfraum des Trockners. |
 | [m3/h] | Mindestabluftvolumenstrom bei Trocknungstemperatur, gemessen unter Berücksichtigung der Strömungswiderstände im Trockner und in den Luftleitungen. |
Die lüftungstechnische Berechnung der Kammertrockner ist nach folgenden Gleichungen durchzuführen:
Die eingebrachte Lösemittelmenge Gges wird bei gegebener Trocknungstemperatur auf das Lösemitteldampfvolumen Dges, δ umgerechnet
(1)
Die Volumenkonzentration des Lösemitteldampfes Cges, δ im Gesamtdampfraum V des Trockners ergibt sich bei Trocknungstemperatur zu
(2)
Für die höchstzulässige Lösemitteldampfkonzentration Czul, δ bei Trocknungstemperatur gilt
(3)
wobei die untere Explosionsgrenze Uδ bei Trocknungstemperatur aus der unteren Explosionsgrenze U bei 20 °C nach
(4)
berechnet werden kann.
Setzt man Gleichung (4) in Gleichung (3) ein, erhält man
(5)
Die Abhängigkeit
(6)
ist graphisch auf dem nachfolgenden Kurvenblatt () dargestellt und jeweils dort zu entnehmen.
Die Abhängigkeit kann auch nach folgender Gleichung ermittelt werden:
Liegt τ vor, ist
(7)
Ist hingegen τ zu ermitteln, können folgende Näherungsgleichungen verwendet werden:
Sofern γ ≤ 0,3,
gilt
In τ = - 1,3226 - 1,4469 ln γ - 0,0299 (In γ)2; (8)
ist jedoch γ > 0,3,
gilt
In τ = 1,6284 - 3,7003 γ - 1,6627 γ2. (9)
Weiter gilt für die Berechnung der theoretischen Verdampfungszeit t0 der gesamten in den Trockner eingebrachten Lösemittelmenge bei Trocknungstemperatur δ
(10)
für die Zeit tW für einen Luftwechsel im Gesamtdampfraum V des Trockners
(11)
und damit für den Mindestabluftvolumenstrom bei Trocknungstemperatur 
(12)