Кинетика теплообмена и температура в процессе сушки тонких влажных материалов

Изложено исследование кинетики теплообмена по экспериментальным данным влагообмена тонких плоских керамических, асбестовых и войлочных влажных пластин на основе уравнения кинетики сушки. Исследование процесса сушки проводилось при температуре 90, 120, 150 °C и скорости воздуха 3, 5, 10 м/с. Установлены связи между влаго и теплообменом с использованием уравнения кинетики сушки, числа Ребиндера и температурного коэффициента сушки. Определены уравнения для плотности тепловых потоков для второго периода на основе относительной скорости сушки, уравнения для расчета средних температур в периоде падающей скорости сушки на основе температурного коэффициента сушки и отношения ее времени по периодам. Установлены связи между комплексными переменными, между отношениями времени сушки по периодам и текущего влагосодержания к критическому. Показано, что перекрестная обработка экспериментальных данных по сушке конкретных материалов позволяет определить критическое влагосодержание материалов. Представлен метод обработки экспериментальных данных, позволяющий определять критическое влагосодержание материала, опытных кривых сушки для керамики, асбеста, войлока при разных режимах. Приведена формула для определения относительной скорости сушки как функции отношения текущего влагосодержания к критическому. Приведены результаты расчетов значений плотностей тепловых потоков, относительной скорости и среднеинтегральных температур для периода падающей скорости в процессах сушки керамики, асбеста и войлока, сопоставление расчетных значений с экспериментальными. Погрешность в значениях находится в зоне ошибки обработки экспериментальных данных.

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: Бел. 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. М.: Наука, 1997. 447 с.

5. Рудобашта, С. П. Массоперенос в системах с твердой фазой / С. П. Рудобашта. М.: Химия, 1980. 248 с.

6. Ольшанский, А. И. Кинетика теплообмена и экспериментальные методы расчет температуры материала в процессе сушки / А. И. Ольшанский // ИФЖ. 2013. Т. 86, № 3. С. 584–594.

7. Лыков, А. В. Кинетика теплообмена в процессе сушки влажных материалов / А. В. Лыков, П. С. Куц, А. И. Ольшанский // ИФЖ. 1972. Т. 23, № 3. С. 401–406.

8. Журавлева, В. П. Массоперенос при термообработке и сушке капиллярно-пористых строительных материалов / В. П. Журавлева. Минск: Наука и техника, 1972. 189 с.

9. Ольшанский, А. И. Экспериментальное исследование кинетики сушки тонких плоских влажных материалов методом регулярного режима с использованием обобщенных комплексных переменных / А. И. Ольшанский, А. М. Гусаров // ИФЖ. 2017. Т. 90, № 3. С. 700–713.

10. Ольшанский, А. И. Экспериментальные исследования тепловлагообмена в процессе конвективной сушки тонких влажных материалов / А. И. Ольшанский, С. В. Жерносек, А. М. Гусаров // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 6. С. 564–578. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-6-564-578

11. Филоненко, Г. К. Сушильные установки / Г. К. Филоненко, П. Д. Лебедев. М. – Л.: Госэнергоиздат, 1952. 263 с.

12. 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

13. Ольшанский, А. И. Некоторые закономерности кинетики сушки пищевых продуктов / А. И. Ольшанский, П. С. Куц // Изв. вузов. Пищевая технология. 1977. № 5. С. 97–101.

14. Лыков, А. В. Тепло- и массообмен в процессах сушки / А. В. Лыков. М.: Госэнергоиздат, 1956. 464 с.

15. Кавказов, Ю. Л. Тепло- и массообмен в технологии кожи и обуви / Ю. Л. Кавказов. М.: Легкая индустрия, 1973. 272 с.

16. Ольшанский, А. И. Исследование процесса сушки пористой керамики методом Докучаева–Смирнова / А. И. Ольшанский // ИФЖ. 2013. Т. 86, № 1. С. 77–85.