Массоперенос при сушке

Сушка требует передачи высушиваемому материалу достаточного количества тепла для испарения жидкости (влаги) и обеспечения ее диффузии изнутри материала во внешнюю среду. По своей физической сущности сушка — это совместный процесс тепло- и массопереноса. Влагообмен при сушке зависит от соотношения величин давления пара во влажном материале р , обусловленного присутствием влаги и температурой, и парциальным давлением пара р в окружающей среде. Процесс сушки протекает при условии, что р > р . Если р < р , материал будет поглощать влагу. При равновесной влажности материала (р — р ) процесс прекращается. [c.166]

Действительно, факт, что температура материала в процессе сушки практически >е изменяется до тех пор, пока влага испаряется с поверхности материала, вытекает из баланса энергии и массы в стационарном состоянии. Поэтому общее выражение для определения температуры влажного термометра может быть получено из основных законов тепло- и массопереноса. Этот вывод представлен ниже. [c.139]

Массообменные процессы в системах с твердой фазой (процессы адсорбции, десорбции, сушки, кристаллизации, растворения, экстрагирования и др.) отличаются характером внешних гидродинамических явлений и условиями внутреннего массопереноса. Поэтому представляется целесообразным рассмотреть теоретические основы и методы повышения эффективности этой группы массообменных процессов с единой точки зрения и сделать некоторые обобщения. [c.3]

В течение периода падающей скорости сушки температуры материала и сушильного агента возрастают во всех точках псевдоожиженного слоя. Здесь распределение тепла на удаление влаги и нагрев влажного материала зависит от кинетических характеристик тепло- и массопереноса внутри частиц. В периодических процессах это соотношение, кроме того, может еще изменяться во времени. При расчете сушильного процесса для периода падающей скорости по уравнениям теплообмена трудно точно определить среднюю разность температур м жду теплоносителем и поверхностью материала. Эти трудности увеличиваются при использовании для расчета сушильного процесса уравнений массообмена. В связи в этим недавно возникла тенденция выражать результаты эксперимента в форме и =/(<) приведем некоторые примеры. [c.516]

После выделения из стоков ЭЛОУ и ТЭЦ товарного хлористого натрия остается концентрированный раствор некондиционных солей, подлежащих захоронению. Для уменьшения объемов захоронения данный раствор необходимо высушить до сухого остатка. Сушку раствора можно осуществить в различного рода сушилках либо в аппаратах кипящего слоя. Последнее предпочтительней вследствие более высокой интенсивности процессов тепло- и массопереноса. [c.98]

Необходимо также иметь описание изменения коэффициентов теплоотдачи а и теплопроводности Я. для всего процесса сушки [40]. Влияние массопереноса при этом учитывается введением эквивалентных теплофизических коэффициентов - [c.111]

Тепло- и массообмен между газом и распыленной жидкостью отличаются высокой интенсивностью, обусловленной развитой поверхностью фаз, большими значениями движущих сил и коэффициентов тепло- и массопереноса. Процесс можно вести непрерывно и с большой скоростью, поэтому сушка распылением по сравнению с другими способами сушки позволяет сэкономить время, средства и рабочую силу. Это подтверждается приведенными в табл. 3.1 данными по сравнительной стоимости системы сушки каолиновой глины. [c.147]

В 2.1.2—2.1.5 рассматривался теплообмен в системах без фазовых переходов. Фазовые превращения имеют место во многих практических случаях, таких, как конденсация, испарение, сушка и химические реакции. Во всех этих случаях, и особенно если рассматриваются смеси, процессы тепло- и массопереноса протекают одновременно и взаимно влияют друг на друга. Поэтому представляется [c.87]

При переработке полимеров вследствие очень высокой вязкости полимерных расплавов турбулентная диффузия труднодостижима, а молекулярная диффузия совсем незначительна, поскольку она протекает чрезвычайно медленно. Таким образом, преобладающим механизмом смешения остается конвекция. То же справедливо для смешения твердых компонентов, где конвекция — единственно возможный механизм смешения. Следует, однако, отметить, что в том случае, когда один из компонентов — низкомолекулярный продукт (например, некоторые антиоксиданты, вспенивающие агенты, красители для волокон, добавки, улучшающие скольжение), существенный вклад в процесс смешения может внести и молекулярная диффузия. Более того, эффективность применения таких добавок должна зависеть от степени развития молекулярной диффузии. Молекулярная диффузия, естественно, играет важную роль в процессах, связанных с массопереносом, например при дегазации или сушке. Однако в настоящей главе основное внимание уделено системам, где молекулярной диффузией можно пренебречь. [c.182]

Таким образом, решение даже упрошенной задачи о нестационарных полях температуры и потенциала переноса влаги для одиночной сферической частицы оказывается довольно громоздким. Это существенно усложняет анализ реальных процессов сушки при переменных внешних параметрах сушильного агента, зависящих от интенсивности процессов внутреннего тепло- и массопереноса. [c.249]

Наиболее простое предположение о поведении высоковлажного материала в процессе его конвективной сушки заключается в том, что жидкость может относительно свободно перемешаться внутри пористой структуры тела, которое практически не создает сопротивления процессу массопереноса. При этом испарение жидкости происходит только на наружной поверхности материала, а удаляемая в процессе сушки влага без затруднений подводится к поверхности испарения из внутренних зон материала при исчезающе малом градиенте влагосодержания. Считается, что скорость процесса испарения влаги с наружной поверхности полностью определяется количеством тепла, подводимого к наружной границе материала. Температура влажного материала полагается постоянной по его толщине и равной температуре мокрого термометра, соответствующей параметрам окружающей среды. Таким образом, скорость удаления влаги из материала (скорость сушки) может быть определена путем деления количества подводимого тепла на величину теплоты парообразования [c.255]

Наличие уравнений, описывающих процесс, вне зависимости от возможности их рещения позволяет получать критерии подобия, которые имеют определенный физический смысл. Почленным делением отдельных слагаемых уравнений системы (2.3.3) могут быть получены безразмерные группы Fo = ax/R и Fom = = amx/R — критерии гомохронности полей температуры и потенциала переноса влаги (тепловой и массообменный критерии Фурье). Отношение этих критериев дает критерий Lu == йт/а, представляющий собой меру относительной инерционности полей потенциала переноса влаги и температуры в нестационарном процессе сушки (критерий Лыкова). Критерий Ко = Гс Дц/(с А0) есть мера отношения количеств теплоты, расходуемых на испарение влаги и на нагрев влажного материала (критерий Косо-вича). Специфическим для внутреннего тепло- и массопереноса является критерий Поснова Рп = 6Д0/Ам, который представляет собой меру отношения термоградиентного переноса влаги к переносу за счет градиента влагосодержания. Независимым параметром процесса является критерий фазового превращения е. [c.108]

Развитие промышленности требует создания распылительных сушилок большой единичной мощности, следовательно, размеры сушильных камер будут возрастать. Поэтому необходимо продолжать исследования по интенсификации процессов тепло- и массопереноса внутри сушильного аппарата, по усовершенствованию техники распыления (тогда размеры сушильных камер не будут увеличиваться пропорционально возросшей производительности), заменять по возможности распылительную сушку сушкой в псевдоожиженном слое с использованием инертных тел. [c.324]

К массообменным процессам с участием жидкой (газовой или паровой) и твердой фаз относят адсорбцию, ионный обмен, сушку, растворение, экстракцию из твердого тела, кристаллизацию. К специфическим особенностям этих процессов следует отнести нестационарность массопереноса и многообразие элементарных механизмов переноса массы в твердой фазе. [c.178]

Направление массопереноса определяется абсолютными значениями величин р и р . Если р > р , перенос влаги осуществляется из газа к твердому телу, т. е. происходит процесс сорбции (увлажнения). В противоположном случае, когда р < р , перенос влаги осуществляется из твердой фазы в газовую, т.е. идет процесс десорбции (сушки). [c.220]

Уменьшение скорости сушки обусловлено следующими причинами. С уменьшением влажности материала вклад внутридиффузионного сопротивления в общее сопротивление процессу увеличивается. Общее сопротивление диффузии возрастает, а скорость сушки падает. При этом влагосодержание материала у его поверхности, снижаясь по мере сушки, может приблизиться к гигроскопическому. Снижается также концентрация пара у поверхности испарения, приближаясь к концентрации нара в газовой фазе. Вследствие уменьшения разности концентраций скорость внешнего массопереноса (от поверхности тела в газовую фазу) снижается, и скорость сушки уменьшается. [c.236]

Обычно кривые сушки и скорости сушки получают опытным путем, при постоянных параметрах ( , х) сушильного агента. Однако непосредственное применение этих кривых для расчета промыщленного оборудования ограничено тем обстоятельством, что температура и влагосодержание газовой фазы изменяются по длине аппарата. Причем закон этого изменения определяется в общем случае взаимным направлением фаз, гидродинамическими, тепло- и массообменными параметрами процесса. Расчетные методы определения продолжительности сушки основаны на закономерностях тепло- и массопереноса в системе твердое тело-газ. [c.237]

Если процесс сушки лимитируется внутренним массопереносом, то в общем случае нужно решать дифференциальное уравнение массопроводности [см. гл. 19, уравнения (19.28)-(19.30)] [c.240]

При 1 < В1 < 20 внутридиффузионное сопротивление и сопротивление пограничного слоя сравнимы по величине (смешанная задача). Процесс можно интенсифицировать воздействием как на внешние, так и на внутренние параметры. При этом существует ряд способов преодоления диффузионного и теплового сопротивлений материалов (сушка токами высокой частоты, сушка со сбросом давления и др.). Смешанная задача - наиболее трудный для решения случай тепло- и массопереноса. Поэтому часто, если позволяют условия, задачу упрощают-сводят либо к внутренней, либо к внешней. [c.243]

Выражение (21,100) является основным уравнением кинетики сушки, но чтобы его использовать, необходимо знать зависимость влагосодержания от времени. Эту зависимость можно получить, решая систему дифференциальных уравнений тепло- и массопереноса, что, как было показано выше, представляет собой очень трудную задачу, или использовать приближенные уравнения. [c.244]

Длительность сушки при заданных краевых условиях работы промышленной сушилки наиболее правильно определять путем решения системы дифференциальных уравнений тепло- и массопереноса и динамики движения частиц (при сушке дисперсных материалов во взвешенном состоянии). Однако в большинстве случаев эти решения не могут быть получены из-за сложности уравнений. Поэтому в расчетах сушилок обычно исходят из установившихся [c.249]

И. Как определяются области, лимитирующие общий процесс массопереноса при сушке [c.275]

Поверхностное культивирование обеспечивает наиболее близкие к физиологическим условия роста гриба. Однако рост гриба происходит обычно медленно из-за отсутствия эффективного массопереноса и стерических ограничений. Трудно наладить эффективный теплообмен, в особенности если используются толстые слои среды. Ферментный препарат малоактивен, поскольку содержит в основном мицелий и остатки среды, поэтому для его обогащения проводят экстракцию ферментов из поверхностной культуры водой с последующей сушкой или осаждением ферментов из экстракта органическими растворителями. Наконец, поверхностные культуры образуют, как правило, большое количество спор, обладающих аллергическим действием. [c.108]

Расчет нестационарного процесса сушки в неподвижном слое на основе дифференциальных уравнений внутреннего тепломассопереноса может быть проведен лишь численными методами с использованием современной вычислительной техники. Уравнения (5.16) при этом приходится упрощать, например путем введения дополнительной экспериментальной связи между локальными значениями влагосодержания и температуры внутри конкретного материала и последующего сведения системы к одному дифференциальному уравнению, кинетические коэффициенты переноса в котором должны быть известными из предварительных опытов или из справочных данных. Методика численных расчетов процессов массопереноса излагается в специальной литературе [35]. [c.302]

Гинзбург А С., Современные проблемы сушки зерна. В сб. Тепло- и массоперенос в процессах сушки , ред. А. В. Лыков, т. 4, Госэнергоиздат, [c.274]

Определение размеров сушильной установки осноиапо на так называемой скорости сушки М, кг/(м -с), которая зависит от содержания влаги и материале (отношение массы жидкости к массе сухого продукта) К. Скорость су нкн раг,-на количестпу пара п килограммах, удаляемого с квадратного метра материала за секунду. Как правило, скорость сушки должна быть определена в лабораторных условиях иа образце материала. Было предпринято много попыток по определению скорости сушки па основе теории тепло-и массопереноса. Эти попытки имели лишь частичный успех. Обычно параметры, которые вводятся при теоретическом исследовании, недоступны для измерения. Поэтому хорошее сочетание лабораторных и аналитических исследований является наиболее быстры.м и надежным путем определения скорости сунн и. [c.135]

Процесс массопереноса состоит, как правило, из нескольких последовательных стадий. Иными словами, поток компонента, переносимого из одной фазы в другую, преодолевает несколько последовательных сопротивлений. Так, при кристаллизации из растворов кристаллизующееся вещество вначале преодолевает сопротивление слоя жидкости у поверхности кристалла, а затем происходит собственно присоединение подведенного вещества к кристаллической рещетке. При экстрагировании целевой компонент транспортируется из пористой структуры твердого вещества, а затем отводится от наружной поверхности в основную массу экстрагента. Адсорбция обычно состоит из трех последовательных стадий подвода адсорбтива из потока парогазовой смеси к наружной поверхности твердого поглотителя, проникновения целевого компонента внутрь пористого массива адсорбента и присоединения молекул адсорбтива к активным центрам на внутренней поверхности пор поглотителя. Процесс сушки заключается в перемещении влаги по капиллярно-пористой массе высушиваемого материала, после чего происходит транспорт влаги от поверхности в псггок сушильного агента. Параллельно с транспортом вещества при термической сушке происходит перенос тепла. Каждая из последовательных стадий имеет свое сопротивление, а его общая величина равна сумме отдельных сопротивлений. [c.14]

В книге обсуждается роль поверхностных сил не только в статике, но и в кинетике. На основе неравновесной термодинамики проводится рассмотрение процессов переноса в тонкопористых телах и тонких пленках жидкостей. В таких системах дальнодействие поверхностных сил приводит к появлению новых кинетических эффектов, таких, например, как капиллярный осмос, обратный осмос и диффу-зиофорез, лежащих в основе ряда технологических процессов. Особенности течения жидкостей в тонких порах и пленках важны для понимания закономерностей фильтрации, капиллярной пропитки и диффузионного извлечения, сушки и многих других массообменных процессов. Совместный анализ процессов тепло- и массопереноса позволил развить теорию термоосмоса, а также теорию термокристаллизационного течения незамерзающих прослоек и пленок воды в промерзших пористых телах. Эта теория дала объяснение известных явлений морозного пучения грунтов и разрушения пористых тел при промораживании. [c.5]

Применение в качестве сушильного агента перегретого водянохс пара вносит ряд особенностей в сушку ПВХ. При конвективной сушкс дисперсный материал быстро нагревается до температуры мокрогс термометра, которая в случае паровой среды при атмосферном давлении равна 100 °С, т.е. температуре кипения. Как показывают опыты, этот период занимает большую часть (90 - 95%) общего баланса времени сушки [38]. При сушке ПВХ в зтих условиях полимер находится в высокоэластическом состоянии, так как Г(. = 80 °С. Под действием давления паров, образующихся при кипении внутренней влаги, скелет капиллярно-пористого тела благодаря своей эластичности будет растягиваться, расширяя проходное сечение пор и капилляров. При этом создаются условия для постоянной релаксации давления и поддержания постоянной температуры частицы ПВХ. В этом случае сопротивление диффузии существенно снижается (величина критерия Лыкова достаточно велика) и устанавливается эквивалентный тепло- и массообмен, когда количество испаряемой из частицы влаги точно эквивалентно подведенному к материалу количеству тепла. Таким образом, задача массопереноса сводится к чисто теплообменной, т.е. классической задаче нагрева сферы. [c.114]

Практически при решении задач теплопереноса весьма часто X к а можно считать не зависящими от температуры. Но вот при переносе импульса в движущейся среде встречаются ситуации, когда пренебрегать нелинейностью нельзя значения ц и V могут существенно зависеть от градиентов скоростей. Это происходит, когда нарущается связь и аи /Эл, заданная формулой Ньютона либо ц не является постоянной величиной из-за происходящих в жидкости структурных деформаций, так что ц зависит от градиента скоростей, либо осуществляется намеренная подмена задачи, когда нелинейные эффекты вихреоб-разования в жидкости выражают в терминах и символах нормального переноса импульса, т.е. в манере формулы (1.9). Такие случаи будут освещены в главе "Гидравлика". При переносе вещества коэффициенты диффузии О также нередко зависят от уровня концентраций С. С этим встречаются, например, при массопереносе в твердых телах (процессы адсорбции, сушки), когда с изменением концентрации вещества в твердом теле изменяются скоростные характеристики диффузии, а иногда и сам механизм массопереноса (по крайней мере, изменяется вклад различных механизмов в перенос вещества). Тогда вместо [c.97]

Диффузия при сушке. При сущке движение влаги в капиллярно-пористом материале происходит как в виде жидкости, так и в виде пара. Миграция жидкости может осуществляться за счет массопереноса под действием разности капиллярных потенциалов, пленочного течения, обусловленного градиентом расклинивающего давления пленки, поверхностной диффузии в микропо-рах г < 10 м) и переходных порах (г = 10" + 10" м), термокапиллярного течения жидкости во всем объеме поры, термокапиллярного пленочного движения вдоль стенок пор, фильтрационного переноса жидкости под действием градиента общего давления в материале и т. д. Движение пара происходит за счет молекулярной диффузии пара, кнудсеновской диффузии, стефанов-ского потока, термодиффузии пара, теплового скольжения в микро- и макропорах г > 10 м), циркуляции парогазовой смеси в порах, конвективно-фильтрационного переноса под действием градиента общего давления, бародиффузии (молекулярного переноса компонента с большей массой в область повышенного давления) и т. д. [5]. При большом влагосодержании материала преобладает капиллярный поток, с уменьшением влагосодержания материала возрастает вклад парового и пленочного потоков, а также поверхностной диффузии. [c.534]

Класс диффузионных (мсхсообменных) процессов связан с переносом вещества в различных агрегатных состояниях из одной фазы в другую (абсорбция, дистилляция и ректификация, адсорбция, десорбция, растворение, кристаллизация, увлажнение, сушка, сублимация, иЪнный обмен и др.). Скорость диффузионных процессов определяется законами массопереноса. [c.31]

Период падающей скорости сушки нач1шается при достижении критического влагосодержания Ыкр, когда на поверхности материала образуются сухие островки. Если считать, что в этом периоде все сопротивление массо-переносу сосредоточено внутри материала и подводимая к поверхности влага моментально отводится, то механизм массопереноса можно описать уравнением нестационарной диффузии в сферических координатах ди д и 2 ди [c.326]

Это соотношение отражает совместное влияние процессов тепло- и массопереноса на кинетику сушки. В соответствии с приве-деннйм выше анализом одновременно протекающих процессов тепло- и массообмена оно показывает, что массовый поток, направленный противоположно тепловому потоку, уменьшает скорость [c.529]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология