Уравнение кривой сушки и продолжительность сушки влажных материалов

Изложены зональные методы расчета длительности сушки, основанные на графическом дифференцировании кривой сушки. Дан анализ расчета времени сушки по кривой ее скорости по методам А. В. Лыкова, В. В. Красникова, С. М. Смирнова, Б. С. Сажина, П. С. Куца. Рассмотрены методы расчета длительности сушки на основе ее относительной скорости без использования кривой скорости сушки. На основе метода обобщенных кривых сушки Г. К. Филоненко и В. В. Красникова дана обобщенная безразмерная кривая сушки как функция ее обобщенного времени. Рассмотрены возможные способы выражения уравнения обобщенной кривой сушки гиперболической, степенной и экспоненциальной зависимостями. Определены необходимые условия для выяснения пригодности этих зависимостей для описания уравнений кривых сушки и вывода уравнений. Получены уравнения кривой сушки по этим зависимостям и формулы для расчета времени сушки керамики, асбеста и войлока. На основе зависимости комплексной переменной относительной скорости сушки от отношения влагосодержаний, текущего к начальному, для процессов сушки керамики, асбеста, войлока даны уравнения для вычисления времени сушки. Рассмотрены способы выражения кривой сушки в виде зависимостей относительных влагосодержаний от обобщенного времени сушки. Представлены методы расчета длительности сушки на основе относительной скорости сушки. На основе зависимости относительной скорости сушки от безразмерного влагосодержания даны приближенные методы определения критического влагосодержания материала. Выполнены проверка достоверности полученных уравнений и сравнение расчетных значений с экспериментом. Погрешность вычислений находится в области точности проведения эксперимента.

1. Лыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. М.: Энергия, 1968. 472 с.

2. Акулич, П. В. Расчеты сушильных и теплообменных установок / П. В. Акулич. Минск: Белорус. наука, 2010. 443 с.

3. Красников, В. В. Кондуктивная сушка / В. В. Красников. М.: Энергия, 1973. 288 с.

4. Сажин, Б. С. Научные основы техники сушки / Б. С. Сажин, В. Б. Сажин. М.: Наука, 1997. 447 с.

5. Рудобашта, С. П. Теплотехника / С. П. Рудобашта. 2-е изд., доп. М.: Перо, 2015. 672 с.

6. Куц, П. С. Некоторые закономерности тепловлагообмена и приближенные методы расчета кинематики процесса сушки влажных материалов / П. С. Куц, А. И. Ольшанский // Инженер.-физ. журн. 1977. Т. 32, № 6. С. 1007–1014.

7. Васильев, В. Н. Технология сушки. Основы тепло и массопереноса: учеб. / В. Н. Васильев, В. Е. Куцакова, С. В. Фролов. СПб.: ГИОРД, 2013. 222 с.

8. Филоненко, Г. К. Сушильные установки / Г. К. Филоненко, П. Д. Лебедев. М.: Энергоиздат, 1952. 263 с.

9. Жучков, П. А. Специальный курс лекций по расчету тепло и массообмена в процессах сушки и горения / П. А. Жучков. Л., 1963. 322 с.

10. Ольшанский, А. И. Некоторые закономерности кинетики сушки пищевых продуктов / А. И. Ольшанский, П. С. Куц // Изв. высш. учеб. заведений. Пищевая технология. 1977. № 5. С. 97–107.

11. Ольшанский, А. И. Исследование кинетики тепловлагообмена при термической обработке и сушке тонких влажных теплоизоляционных материалов / А. И. Ольшанский, А. Н. Голубев // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2023. Т. 66, № 1. С. 66–79. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-1-66-79.

12. Ольшанский, А. И. Обобщенные комплексные переменные кинетики сушки в расчетах длительности сушки плоских тонких влажных материалов / А. И. Ольшанский, А. Н. Голубев // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2024. Т. 67, № 4. С. 363–376. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2024-67-4-363-376.

13. Ольшанский, А. И. Исследование сушки тонких материалов с использованием обобщенных комплексных переменных / А. И. Ольшанский // Инженер.-физ. журн. 2016. Т. 89, № 4. С. 884–894.

14. Демидович, Б. П. Численные методы анализа: приближение функций, дифференциальные и интегральные уравнения / Б. П. Демидович, И. А. Марон, Э. З. Шувалова. 3-е изд. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1967. 368 с.

15. Лыков, А. В. Тепло и массообмен в процессах сушки / А. В. Лыков. М.: Госэнергоиздат, 1956. 462 с.

16. Ольшанский, А. И. Кинетика влагообмена в процессе конвективной сушки тонких плоских влажных материалов / А. И. Ольшанский, А. Н. Голубев // Вес. нац. акад. навук Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук. 2024. Т. 69, № 3. С. 206–214. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2024-69-3-206-214.

17. Михеева, Н. С. Исследование механизма сушки влажных материалов / Н. С. Михеева // Тепло и массообмен в пищевых продуктах: сб. ст. М.: Пищепромиздат, 1956. С. 64–77. (Труды / МТИПП; вып. 6).