Кинетика процесса сушки влажных материалов

Таким образом, основными критериями, характеризующими кинетику процесса сушки влажного материала нагретым воздухом, являются Ро, и, Рп, В1, Ко, /Сг при помощи критерия Ьи гигрометрический критерий Фурье переводится в термический критерий Ро, т. е. [c.156]

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]

Основы кинетики процесса сушки. Процесс переноса влаги из внутренних зон влажного материала в поток сушильного агента обычно рассматривают как состоящий из двух основных стадий 1) переноса из внутренних слоев к наружной поверхности материала в виде жидкой и паровой фаз 2) переноса паров от наружной поверхности в основной поток сушильного агента. Подвод теплоты в процессах термической сушки может лимитироваться скоростью его переноса от сушильного агента к наружной поверхности материала и скоростью переноса теплоты внутри влажного материала. [c.143]

Полученная из опытов зависимость Rb от текущего влагосодержания материала и от температуры сушильного агента, являющаяся одной из форм представления опытных данных по кинетике нагрева высушиваемого материала в процессе его сушки, дает возможность находить температуру материала в любой момент сушки. Знание кинетики нагрева частиц влажного материала наряду с кинетикой сушки необходимо для полного расчета процессов промышленной сушки дисперсных материалов. [c.290]

Предыдущие сведения о кинетике процесса сушки относились к постоянным внешним условиям. Для конвективной сушки это означает постоянные значения скорости движения, температуры и влагосодержания сушильного агента. Такие условия, однако, сравнительно редко реализуются в промышленной практике. Объясняется это тем, что температура сушильного агента уменьшается по мере отдачи им теплоты влажному материалу. Кроме того, по ходу сушильного агента увеличивается его влагосодержание за счет поступления паров удаляемой из материала влаги. Скорость движения сушильного агента обычно изменяется в меньшей степени по сравнению с его температурой это происходит лишь за счет уменьшения удельного объема газовой среды по мере снижения ее температуры. [c.582]

Изменение локального влагосодержания и и локальной температуры I с течением времени т зависит от взаимосвязанного механизма переноса влаги и тепла внутри влажного материала и массо-и теплообмена поверхности тела с окружающей средой. Механизм влаго- и теплопереноса внутри влажных тел в свою очередь очень сложный, он определяется характером связи влаги с влажными телами, поэтому кинетика процесса сушки в значительной мере определяется физико-химическими свойствами самого сохнущего материала. [c.83]

В гл. 1 были рассмотрены вопросы термодинамики влажных материалов (статика процесса сушки). В последующей главе дано изложение основных закономерностей протекания процесса сушки влажных материалов, характеризующихся изменением средних влагосодержания й и температуры 7 тела с течением времени (кинетика процесса сушки). Однако для исследований в области технологии необходимо знать распределение влагосодержания и и температуры I материала в процессе сушки (динамика процесса сушки). Нахождение нестационарных полей влагосодержания и температуры связано с решением системы дифференциальных уравнений влаго-и теплопереноса. Эта система уравнений была выведена на основании исследования механизма влаго- и теплопереноса в капиллярнопористых коллоидных телах (см. гл. 10). [c.134]

При всех обстоятельствах необходимо учитывать кинетику процесса сушки. Например, при удалении 1 кг влаги из материала в области влажного состояния экономические показатели будут отличаться от тех же показателей при удалении из материала 1 кг влаги при влагосодержании, близком к равновесному. [c.225]

В случае сушки влажного материала в нагретых жидких средах основное уравнение кинетики процесса сушки можно написать так [c.313]

Одно из самых простых предположений о кинетике процесса сушки состоит в том, что жидкость перемещается внутри пористой структуры материала относительно свободно. При этом испарение жидкости происходит только на наружной поверхности тела, а удаляемая в процессе сушки влага подводится к поверхности испарения из внутренних зон материала при малом градиенте влагосодержания. Скорость процесса испарения с наружной поверхности определяется количеством теплоты, подводимым к наружной границе тела. Температура влажного тела полагается постоянной по его толщине и равной температуре мокрого термометра соответствующей параметрам окружающей среды. Величина скорости сушки определяется делением количества подводимой теплоты на теплоту парообразования Гс [c.12]

Процесс нагрева влажного материала в значительной степени зависит от кинетики процесса сушки. Теплота д (т), подводимая к высушиваемому материалу в общем случае конвекцией, теплопроводностью и излучением, затрачивается на испарение влаги и на нагрев материала. Количество теплоты, пошедшее на нагрев массы абсолютно сухой основы влажного тела и содержащейся в нем влаги, равно ( т- - вЫ) (й0/йт), а количество теплоты, расходуемой на испарение [c.25]

Чтобы математическое описание процесса было замкнутым, необходимо помимо кинетики сушки частиц иметь данные о скорости нагрева частиц сушимого материала. Так, при анализе процесса в случае кинетики сушки частиц в периоде постоянной скорости принималась ступенчатая кривая нагрева каждой частицы. К сожалению, во всех иных случаях кинетика нагрева влажных материалов с трудом поддается расчету, поскольку наряду с нагревом влажной частицы с переменным влагосодержанием из материала происходит испарение влаги с переменной интенсивностью, на что расходуется значительная часть теплоты, получаемой поверхностью частицы от потока сушильного агента. Распределение теплоты на нагрев и на испарение влаги зависит от свойств материала и условий сушки и не может быть определено на основе теоретического анализа. Поэтому наиболее достоверными данными по кинетике нагрева частиц влажного материала в процессе его сушки приходится считать результаты экспериментального исследования скорости нагрева влажных частиц конкретного материала. [c.157]

Рассмотрим другую модель сушки влажного пористого материала. В некотором смысле этот случай аналогичен предельной кинетике послойной отработки в процессах экстрагирования и адсорбции. Предполагается [9], что капиллярно-пористая структура влажного материала и начальное распределение влаги в нем изотропны. Скорость удаления влаги считается зависящей от двух факторов теплопереноса и фильтрования паров влаги. По мере сушки происходит углубление локализованного фронта испарения. К фронту испарения тепло поступает за счет теплопроводности сухой части материала (рис. 5.10), где оно расходуется на превращение жидкости в пар. В результате испарения внутри пористой структуры создается некоторое избыточное давление, под действием которого пары фильтруются от фронта испарения к наружной поверхности. [c.256]

Иначе обстоит дело при изучении кинетики сушки и нагрева дисперсных материалов с развитой наружной поверхностью, поглощающих значительную долю тепла сушильного агента, что приводит к уменьшению его температуры по мере контакта со слоем влажного материала. В таких случаях исследуемый образец контактирует с сушильным агентом переменной температуры. Характер изменения температуры определяется совокупностью всех параметров процесса теплообмена (величина поверхности сушки, коэффициент теплоотдачи, массовый расход теплоносителя его теплоемкость и т. д.). Кроме того, значение температуры сушильного агента зависит от характера его движения в зоне контакта с материалом. Если обратное перемешивание в потоке теплоносителя отсутствует (режим полного вытеснения), а температура материала не зависит от продольной координаты по ходу теплоносителя, то падение температуры сушильного агента имеет экспоненциальный характер. [c.264]

Известно, например, что глубина этерификации и кинетика этого процесса зависят от таких факторов, как способ удаления воды из влажного материала (сушка или вытеснение воды органическими растворителями), температура и скорость сушки (в том числе н неоднородность температурного режима в листе), наличие и температурные условия обработки материала щелочами и окислителями, механические воздействия на волокнистый материал в процессе сушки и перед проведением этерификации, и других факторов. [c.219]

Отмеченные обстоятельства существенно усложняют общую задачу расчета процессов сушки дисперсных материалов. Поэтому в настоящее время часто используется метод экспериментального получения данных о кинетике сушки и нагрева реальных частиц влажного материала. При этом в кинетических опытах измеряются средние по объему частиц значения влагосодержания и температуры материала в зависимости от времени сушки. [c.281]

Если предположить, что в процессе сушки мелкодисперсных частиц скорость их сушки в каждый момент времени соответствует значению средней по высоте псевдоожиженного слоя температуры сушильного агента, которая к тому же принимается равной температуре частиц, то кинетика сушки может быть получена в сравнительно простых опытах [20]. Влажный материал подвергается периодической сушке в псевдоожиженном слое, при этом в некоторые моменты времени отбираются пробы материала для анализа на влагосодержание непрерывно измеряется температура псевдоожиженного слоя. Получаемая в таких опытах кривая сушки материала в каждой точке считается соответствующей температуре, фиксируемой на температурной кривой псевдоожиженного слоя. [c.285]

Нагрев влажного материала в значительной степени зависит от кинетики процесса его сушки. Теплота (т), подводимая к высушиваемому материалу, расходуется на испарение влаги и на нагрев влажного материала. Количество теплоты, расходуемой на нагрев сухой основы материала и содержащейся в нем влаги, может быть записано согласно правилу аддитивности (с + wu) (И/(1х), а количество теплоты, необходимой для испарения влаги из материала, составляет Ге(—йа/йх). Суммарное количество теплоты, необходимой для обеспечения скоростей нагрева йТ/йх) и сушки (—йи/(1х) влажного материала [c.289]

Уменьшить неравномерность влагосодержания отдельных порций дисперсного материала можно путем секционирования псевдоожиженного слоя. Если условия сушки в каждой из последовательных секций можно принять одинаковыми, то частицы влажного материала во второй и последующих секциях как бы продолжают процесс сушки во всех секциях с одинаковой интенсивностью. Совместное рассмотрение уравнения кинетики сушки индивидуальной частицы совместно с соотношением для плотности распределения материала по времени пребывания в п последовательных сек щях (1.67) приводит [53] к следующим результатам [c.324]

Результаты опытов по кинетике сушки обычно представляют в виде графических зависимостей влагосодержания (и) и температуры (9) исследуемого материала от времени сушки. Характерный вид такого рода кривых сушки и нагрева влажного материала в процессе его конвективной сушки при постоянных параметрах сушильного агента представлен на рис. 10.15. [c.576]

Анализ непрерывных процессов сушки материалов в условиях изменяющихся параметров сушильного агента при кинетике сушки, зависящей от внутреннего сопротивления влагопереносу, оказывается значительно более сложным, поскольку процессы переноса влаги и теплоты внутри капиллярно-пористых материалов весьма инерционны по отношению к изменению параметров сушильного агента. Вследствие этого поля влагосодержания и температуры внутри влажного материала не успевают перестраиваться в соответствии с изменением температуры и влагосодержания сушильного агента по длине сушильного аппарата. Более того, даже в тех случаях, когда параметры сушильного агента, с которым контактирует материал, можно полагать постоянными, оказывается необходимым учитывать эксперимен- [c.588]

Кинетика процесса сублимационной сушки влажных материалов определяется механизмом переноса тепла и влаги как внутри материала, так и от его поверхности в окружающую среду. Поскольку [c.371]

Инвариантность величин Ых, т/тд, Кх при данном W материала независимо от режима представляет собой наиболее общую закономерность кинетики сушки влажных материалов, которая, помимо кинетических расчетов, может быть использована при создании принципиальных основ моделирования сушильных процессов. [c.223]

Фроловым, Романковым и Рашковской [18] было проведено исследование тарельчатой сушильной колонны, работающей с кипящим слоем. Известно, что при глубокой сушке материалов с большим сопротивлением внутренней диффузии влаги в одноступенчатом аппарате расходные коэффициенты повышены вследствие малой насыщенности и высокой температуры отработанного сушильного агента. Если этот отработанный газ, обладающий большим сушильным потенциалом, использовать для подсушки влажного материала, то к. п. д. сушильной установки повысится. Кроме того, в таком аппарате материал будет обрабатываться более равномерно, что было показано ранее. Кинетика процесса глубокой сушки сыпучих материалов была изучена в аппаратах с одним и несколькими кипящими слоями. [c.275]

Кинетика внешнего тепломассообмена в процессе термической сушки определяется изменением концентрации паров влаги поперек пограничного слоя и изменением температуры сушильного агента вблизи поверхности влажного материала. Разность концентраций создает поток пара от поверхности, а разность температур между основной массой сушильного агента и поверхностью материала обеспечивает подвод теплоты к влажному телу. [c.5]

Полученная из опытов зависимость Rb от влагосодержания материала и температуры теплоносителя дает возможность определять температуру влажного материала в любой момент сушки. Знание кинетики нагрева материала при его обезвоживании наряду с кинетикой сушки необходимо для расчета изменения параметров сушильного агента в процессе его взаимодействия с влажным материалом. [c.26]

При изучении кинетики сушки и нагрева дисперсных материалов с развитой наружной поверхностью поглощение значительной доли теплоты сушильного агента поверхностью материала приводит к заметному уменьшению температуры сушильного агента по мере его контакта со слоем влажного материала. В таких случаях исследуемый образец в процессе его сушки контактирует с сушильным агентом переменной температуры. Характер изменения температуры здесь определяется совокупностью всех параметров процесса тепломассообмена (величина наружной поверхности материала, коэффициент теплоотдачи, массовый расход сушильного агента, его теплоемкость и т. п.). [c.28]

В литературе описан [44] метод изучения кинетики сушки, в котором измерение убыли текущего влагосодержания материала осуществляется по изменению влажности отходящего сушильного агента. Порция исследуемого влажного материала вбрасывается в предварительно подогретый псевдоожиженный слой такого же, но сухого продукта. Сушильный агент, проходящий через слой частиц, увеличивает свое влагосодержание только за счет влагоотдачи материала. Динамика изменения влагосодержания сушильного агента на выходе из слоя измеряется психрометрическим способом, а текущее влагосодержание материала рассчитывается по соотношениям материального баланса. Здесь отсутствуют отбор проб материала и его длительный анализ на влагосодержание. Однако чувствительность психрометрического способа измерения количества влаги в воздухе требует использования значительных по массе порций исследуемого материала, что может заметно изменить температуру сушильного агента в псевдоожиженном слое. Кроме того, частицы исследуемой навески материала в процессе сушки контактируют в слое с предварительно высушенными, прогретыми частицами, что не соответствует условиям непрерывной сушки, когда каждая частица контактирует с другими частицами, имеющими различные значения температуры и влагосодержания. Контроль температуры сушимой порции материала в этом случае также затруднителен. [c.31]

В одной из ранних работ [24], посвященных моделированию процесса сушки дисперсных материалов в трубах-сушилках, учитывается эффект взаимодействия частиц материала со стенкой вертикальной трубы, а в качестве уравнений кинетики сушки материала используются уравнение массоотдачи для периода постоянной скорости сушки и аппроксимация в форме (1.54) для периода убывающей скорости сушки. В выражении для полного ускорения влажной частицы сохранено слагаемое, соответствующее ускорению за счет изменения массы частицы вследствие ее обезвоживания. [c.135]

Кинетика процесса сушки влажного материала определяется механизмом влаготеплопереноса. Наиболее детальное исследование в этой области принадлежит Г. А. Максимову. Ниже приведены результаты этой работы [Л. 44]. [c.320]

Наиболее сложная часть расчета кинетики процесса сушки капель влажного материала начинается с оиределе-ния их размеров, зависящих ст условий распьшения исходного продукта. Известно весьма значигельное кошче-ство формул разных авторов [39-41], рекомендуемых для определения среднего значения диаметра и распределения капель по их размерам. Так, для дискового распыления часто использую-юя соотношения для среднеповерхностного (d ) и максимального (4шкс) размеров капель [c.239]

Основные положения кинетики процесса сушки были впервые сформулированы русскими учеными П. С. Коссовичем и А. В. Лебедевым применительно к испарению влаги из почвы. Ими было установлено, что механизм перемещения влаги внутри почвы определяется формой связи влаги с влажными дисперсными материалами, а процесс сушки имеет свою периодичность. В дальнейшем эти положения успешно развивались Ю. Л. Кавказовым, Г. К. Филоненко, И. М. Федоровым, Ф. Е. Калясевым, Я. М. Миниовнчем и др. Примерно в 30-х годах американскими учеными У. К. Льюисом и Т. К. Шервудом был применен аппарат классической теории диффузии для описания переноса влаги внутри материала в процессе сушки. Затем Т. К. Шервудом была выдвинута гипотеза углубления поверхности испарения внутрь материала в процессе сушки. [c.4]

Во второй период сушки перенос тепла в сухой области тела осуществляется истинной теплопроводностью. Перенос тепла через сухой слой аналогичен переносу тепла ппи конвективной сушке во второй период. Во влажной области тела, помимо истинной теплопроводности, свой вклад в перенос тепла вносит и конвективная теплопроводность, обусловленная парообразованием. происходящим в зоне перемеп1аюп1егося фронта испарения, и переносом жидкости. Расчет плотности потока тепла а в этом случае производится по основному уравнению кинетики процесса сушки (см, 8-5)- Плотность потока тепла п. переносимого через влажную область материала, можно рассчитать по экспериментальным данным и значению ц. использовав выражение (4-1-16 ), в котором для этого случая — температура поверхности испарения. [c.77]

Один из упрощенных методов получения информации о кинетике сушки отдельной частицы влажного материала в псевдоожиженном слое основывается на допущении о квазистацпонарном характере процесса относительно изменения температуры сушнль- [c.266]

Нагрев влажного материала в значительной степени зависит от кинетики процесса его сушки. Тешюта подводимая к высушиваемому материалу, расходуется на испарение влаги и на нагрев влажного материала. Теплота, расходуемая на испарение влаги, есть ироиз-ведение тешюты парообразования и скорости сушки [c.220]

Бабенко, Ойгенбликом и Жигановой [17 ] предложен упрощенный метод получения информации о кинетике сушки отдельной частицы влажного материала в псевдоожиженном слое, который основывается на допущении квазистационарного характера процесса относительно изменения температуры сушильного агента при осуществлении периодической сушки некоторой порции влажного материала, т. е. предполагается, что скорость сушки частицы в каждый отдельный момент времени соответствует мгновенному значению средней по высоте псевдоожиженного слоя температуре теплоносителя, которая, в свою очередь, принимается равной температуре частиц. Очевидно, такое допущение тем более справедливо, чем мельче частицы. [c.78]

В иных случаях полагается [41], что возможное отклонение кривой скорости сушки во втором периоде от прямолинейной зависимости начинается с момента, когда на поверхности влажного материала достигается равновесное влагосодержание, после чего начинается углубление фронта испарения влаги в материале. Анализ кинетики сушки при этом приводит к решению уравнения теплопроводности сухого слоя с подвижной границей методом интегрального баланса. В простом варианте модели принимается линейное квазистационарное распределение температуры и избыточного внутреннего давления поперек сухой зоны материала при непрерывно повышающейся температуре наружной поверхности. Факторами, лимитирующими скорость сушки после точки перелома кривой во втором периоде, считаются внешнее и внутреннее термические сопротивления процессу теплоподвода от сушильного агента к фронту испарения влаги. На основе такого рода представлений получено [40] сравнительно непростое соотношение для времени сушки в пределах второго участка периода убывающей скорости ( <Икри), содержащее помимо опытного значения второго критического влагосодержания кр,, аппроксимационный коэффициент, значение которого может изменяться от 1 до 3. [c.25]

Относительная сложность анализа процесса сушки на основе общих уравнений взаимосвязанного тепломассопереноса и необходимость иметь для этого значительное количество трудноопределяемых и непостоянных коэффициентов переноса приводят к появлению более простых моделей процесса, в которых представления о переносе влаги и теплоты внутри влажного материала значительно упрощаются или используются экспериментальные данные по кинетике сушки и нагрева конкретных дисперсных материалов. [c.90]