ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Л е п и л к и н а, Исследование внутренних напряжений в полимерных покрытиях из "Тепло- и массоперенос Том 4 Тепло- и массоперенос в процессах сушки " Механизм переноса тепла и вещества во влажных дисперсных средах в отличие от сухих изотропных теш чреэвычайно сложен. На процесс оказывают влияние форма связи влаги с материалом, коллоидная капиллярно-пористая структура, условия нагрева и сушки. iB зависимости от интенсивности процесса и прежде всего температуры механиз1м переноса существенно изменяется. Так, пр(И температуре материала ниже 50° С явления переноса обусловливаются в основном молекулярными процессами, при температуре же 100° С и выше доминирующую роль начинают приобретать молярные процессы типа фильтрации. [c.15] Теар ия переноса энергии и вещества ъо влажных дисперсных средах создана главным образом трудами школы А. IB. Лыкова. По этой теории перенос тепла и вещества связан и взаимообусловлен. Он осуществляется под действием ряда термодинамических сил. В свою очередь величина термодинамической силы определяется градиентом соответствующего потенциала. Потенциалом переноса тепла является температура t вещества, потенциалом массопереноса Ь и потенциалом молярного переноса — О бщее или избыточное давление Р. [c.15] Сушка влажных материалов обычно протекает в два периода постоянной и падающей скоростей суш ки. Наличие их обусловливается различным характером взаимодействия переноса тепла и вещества внутри и на поверхности материала. Наиболее четко результат взаимодействия внутреннего и внешнего переносов проявляется в интенсивности сушки Qm, поэтому qm является основным показателем, характеризующим тот либо другой период. Необходимо еще раз подчеркнуть, что только интенсивность сушки, а не какой-либо другой параметр, должна служить в общем случае основой для разграничения процесса на два периода. В первом периоде интенсивность удаления из материала влаги постоянна, тогда как во втором она непрерывно уменьшается. [c.16] Продолжительность отдельных периодов сушки определяется режимными параметрами сушки, а также структурой и свойствами материала. С ростом температуры сушильного агента относительная продолжительность периода постоянной скорости сушки сокращается. Так, при сушке торфа в среде перегретого пара, начиная с температуры около 300° С, период постоянной скорости не наблюдается. [c.16] Сра1внение результатов расчета нестационарных полей потенциалов переноса в периоды иостоянпой и падающей скоростей сушки показывает, что, несмотря на видимую простоту первого периода, характер распределения и перераспределения в нем массосодержания имеет более сложный характер, чем в период падающей скорости сушки. Перенос массы связанного вещества в период ладающей скорости суш ки не приводит к образованию в толще материала локальных экстремумов массосодержания. В период постоянной скорости сушки уже в начале процесса прогрева в поверхностном слое образуется экстремум массосодержания, затухающая волна которого постепенно углубляется в центр материала. [c.17] С ростом критерия Лыкова абсолютная величина экстремума массосодержания сперва увеличивается, а при Lu 0,3 начинает уменьшаться. Стационарное распределение температуры и массосодержания устанав-ливается в интервале значений критерия Фурье 1,0—2,5, При этом прежде всего стационарное состояние устанавливается по температуре (при х/ =1 Fo =0,2- -0,7), а потом по массосодержанию (х// = 0 Fo 2,5). [c.18] Как уже отмечалось выше, нестационарные поля потенциалов переноса в период падающей скорости сушки не дают экстремумов. Поэтому анализ второго периода сушки мы произведем с целью установления влияния отдельных критериев подобия на процесс переноса. Это позволит нам уточнить их физический смысл и роль в молярном и молекулярном переносах тепла и связанного вещества. [c.18] Решение системы дифференциальных уравнений (1) —(3) для периода падающей скорости сушки дает зависимость процесса от большой группы критериев и симплексов подобия [Л. 1]. Однако не все критерии в одинаковой мере влияют на ход процесса. Одни из них преимущественно воздействуют на теплообменные характеристики переноса, другие — массообменные, третьи — фильтрационные. Некоторые из критериев связаны с процессами молекулярного. переноса, другие — с молярными. [c.18] Критерии Поснова, Коссовича, фазового превращения и Булыгина можно отнести к группе критериев внутреннего тепло- и массопереноса, так как ими характеризуются более глубокие процессы фазового превращения и переноса, происходящие в материале. [c.19] Критерий Поснова характеризует относительную неравномерность массосодержания, вызванного переносом тепла. Критерий Коссовича представляет собой специфическую форму критерия фазового превращения. Он равен отношению удельного тепла, затраченного на испарение вещества, к удельному теплу, затраченному на нагревание дисперсной среды. [c.19] Другим критерием инерционности, или взаимосвязи, тепло- и массообмена является LUp =. Он характеризует взаимосвязь между происходящим в материале молярным переносом вещества и переносом тепла, другими словами инерционность полей фильтрационного потенциала (полей избыточного давления) по отношению к температурным полям. Критерий Lup автомоделен по отношению к Т и 0 влияет он исключительно на поле давлений материала. В связи с разбором зависимости тепло- и массообмена от молярных критериев подобия остановимся несколько подобнее на динамике изменения фильтрационного потенциала. [c.20] С необходимой для практики точностью допустимо пренебречь влиянием W на массовые характеристики (с Fo l,0). Влияние параметрического критерия V на распределение температуры и массосодержания существенно, поэтому до 0 = 0,7 иРо = 2,5 при обработке экспериментальных данных его необходимо учитывать в обязательном порядке. [c.21] Вернуться к основной статье