ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика процесса молекулярной сушки из "Тепло- и массообмен в процессах сушки" Объяснения важному факту влияния геометрических размеров на коэффициент теплообмена следует искать в особенностях механизма тепло- и массообмена. С нашей точки зрения перенос тепла и вещества в процессах сублимации и конденсации происходит по типу квазиакустических волн с наличием источника и стока. В этом случае коэффициенты тепло- и массообмена являются функцией размеров и конфигурации конденсатора и сублиматора. [c.357] Кинетика процесса сушки влажных материалов в условиях вакуума определяется механизмом переноса тепла и массы вещества как внутри материала, так и от поверхности его в окружающую среду. Поскольку нами были использованы экспериментальные данные М. И. Вербы при рассмотрении тепло- и массообмена при сублимации льда, представляется целесообразным привести для сравнения данные этого автора по сушке влажных материалов. [c.357] Основными материалами были кварцевый песок (капиллярное пористое тело) и торф (капиллярно-пористое коллоидное тело). [c.357] Пластины торфа размером 55Х55ХЮ мм, так же как пластины из льда, вертикально подвешивались в сублимационной камере. Песок в виде пластины размером 65Х55ХЮ мм укладывался на марлевую сетку, натянутую на металлическую рамку. Рамка вместе с образцом подвешивалась на весы. Толщина слоя песка и торфа была принята большей, чем толщина ледяной пластинки, для удобства заделки термопар. [c.357] Кривые сушки песка и изменение температуры в нем по слоям представлены на фиг. 9-21. Эти же данные для торфа приведены на фиг. 9-22. [c.357] Материалы сушились без предварительного замораживания. [c.357] Опытные данные показали, что для всех влажных материалов кривую сушки можно разбить на три периода период самозамораживания, период постоянной скорости сушки и период падающей скорости сушки. [c.357] При сушке песка давление в камере изменялось (фиг. 9-21) от 0,42 до 0,2 мм рт. ст. Температура среды колебалась в пределах 25° С. [c.357] При отмеченном режиме общее время сушки составляло 85 мин. [c.357] При сушке торфа (фиг. 9-22) давление в камере изменялось от 2,2 до 0,35 мм рт. ст. Температура среды колебалась в пределах 30 40° С. Температура материала изменялась от = = — 11 С до — —30° С. Наибольшая интенсивность сушки д = 0,59 кг/м час наблюдается при режиме р = 0,7 мм рт. ст. . = 40 С, i =—15° С, общее время сушки составляло 280 мин. [c.358] Анализ кривых сушки капиллярно-пористых материалов (песка) показывает, что в начальный момент вакуумирования системы в период самозамораживания материала происходит процесс бурного иопарения влаги, что, в свою очередь, характеризуется резким понижением температуры материала (фиг. 9-21 и 9-22). Период самозамораживания материала в опытах не превышал 10 мин. За это время из образца испарялось от 12 до 20% влаги. Аналогичная картина наблюдается в период самозамораживания и при сушке коллоидного капиллярно-пористого материала — торфа. В период самозамораживания торс )а удалялось до 40— 50% влаги (фиг. 9-21 и 9-22). [c.358] Из экспериментальных данных видно (фиг. 9-21 и 9-22), что в периоде постоянной скорости имеет место температурный градиент по толщине материала. Вначале после окончания самозамо раживания этот градиент невелик. Однако вскоре (через 20— 30 мин.) температура поверхностного слоя начинает повышаться. Это означает, что поверхностный слой подсох, и подводимое тепло используется частично на подогрев материала в этом слое. Через некоторое время наблюдается такой же отрыв следующей по глубине температурной кривой от других кривых п т. д. На оонова-нии этого можно предположить, что в процессе сушки в замороженном слое происходит углубление зоны испарения. [c.358] Ниже будет показано, что аналогичными являются не только качественные закономерности, но и количественные зависимости. Экспериментальные точки для песка, торфа и льда с достаточной точностью располагаются на одной кривой (фиг. 9-27). [c.360] Таким образом, интенсивность сушки влажных материалов сублимацией близка к интенсивности испарения льда при одинаковых условиях. Отсюда следует, что механизм внешнего тепло-и массообмена в обоих случаях был один и тот же. [c.360] Внутренний тепло- и массообмен при сушке сублимацис имеет свою специфическую особенность и не может быть сравним с переносом тепла и влаги при других методах сушки. [c.360] Сушка происходит по типу углубления зоны испарения.В зо-не испарения перенос пара происходит в основном по закону эффузии, так как длина свободного пробега молекулы пара больше диаметра капилляров. Например, при давлении 1 мм рт. ст. и температуре 15° С средняя длина свободного пробега молекулы пара 0,3 Ю см, т. е. значительно больше среднего диаметра пор. [c.361] В таком упрощенном представлении постоянная интенсивность сушки в периоде сублимации обусловлена постоянной скоростью углубления поверхности испарения. [c.361] Из соотношения (9-32) можно определить коэффициент углубления зоны иопарения. [c.362] Соотношение (9-31) оправедливо только при сушке материала в замороженном состоянии. В последнем периоде сушки температура материала выше 0 С, перенос влаги происходит по иному механизму и соотношение (9-30) становится неприменимым. [c.362] Вернуться к основной статье