Перенос влаги и теплоты внутри влажных материалов

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]

Термическая сушка представляет собой весьма сложный процесс совместного переноса массы и теплоты внутри и вне капил-лярно-пористых материалов, сопровождающийся фазовым переходом влаги из жидкого и адсорбированного состояния внутри влажного материала в паровую фазу. Теплота, необходимая для испарения влаги, при конвективной сушке передается вначале от потока горячего сушильного агента к наружной поверхности материала. Затем теплота переносится внутри капиллярно-пористого материала за счет двух элементарных механизмов теплопроводности и конвекции (см. гл. 3), т. е. вследствие образующегося градиента температуры по толщине материала и за счет возникающего в процессе сушки перемещения жидкой и паровой фаз влаги внутри пористой структуры. По сравнению с относительно простыми задачами теплообмена, рассматриваемыми в гл. 3, здесь кондуктивный поток теплоты (см. закон теплопроводности (3.1)) распространяется параллельными потоками как по твердой основе (скелету) капиллярно-пористого материала, так и по влаге, заполняющей в форме жидкой и паровой фаз пространство пор. Оценка конвективных потоков теплоты (см. формулу (3.2)) здесь также существенно затруднена тем обстоятельством, что значения скоростей перемещения жидкой и паровой фаз по капиллярам не являются заданными величинами, но сами представляют собой функции происходящего сложного процесса сушки. [c.569]

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]

Наибольшие трудности представляет анализ процессов сушки достаточно крупных частиц (обычно несколько миллиметров), когда основным для процесса сушки оказывается сопротивление внутреннему переносу теплоты и влаги в частицах. Получение аналитических решений на базе общих уравнений внутреннего тепломассообмена (5.16) при значительно изменяющихся внешних условиях здесь оказывается затруднительным. Однако на основе уравнений (5.16) разработан наиболее общий метод расчета труб-сушилок с использованием степенных аппроксимаций нестационарных полей влагосодержания и температуры внутри сферических частиц влажного материала [c.314]

Согласно современным представлениям сушка влажных материалов является комплексным процессом, состоящим из переноса тепла и влаги внутри материала (внутренний тепло- и массоперенос) и обмена энергией (теплотой) и массой (влагой) между поверхностью влажного тела и окружающей средой (внешний тепло- и мас-сообмен) [18]. [c.17]

Общий метод анализа процесса сушки дисперсных материалов в движущемся слое основан на аналитическом решении дифференциальных уравнений тепломассопереноса внутри частиц с учетом изменения параметров сушильного агента по длине аппарата. Существенно, что характер изменения параметров сушильного агента не может быть задан извне, а устанавливается в результате тепло- и массообмена между сушильным агентом и влажным материалом в процессе их взаимодействия. Иными словами, распределения потенциалов переноса влаги и теплоты по длине аппарата являются функциями исследуемого процесса и должны быть определены в результате решения конкретной задачи. Для отдельной частицы, движущейся со слоем дисперсного материала, такого рода ситуация означает непрерывное изменение внешних потенциалов переноса во времени. [c.83]

Разумеется, результаты аналитических решений вида (3.21) — (3.25) несколько громоздки, но все же они могут быть использованы для численных расчетов процесса сушки дисперсных материалов, тем более, что ряды в таких решениях быстро сходятся для обычно значительных величин времени сушки влажных материалов. Необходимо вновь отметить, что аналитические решения предполагают постоянными и известными значения всех коэффициентов переноса влаги и теплоты внутри капиллярно-пористых частиц и коэффициента фазового превращения е. Кроме того, решения (3.21) — (3.25) задачи совместного тепломассопереноса — это, по-существу, лишь первое приближение, поскольку значение критерия рь, которое принималось постоянным, в действительности должно быть найдено в результате дифференцирования распределений средних значений влагосодержания и температуры материала по высоте движущегося слоя. Иными словами, вычисление среднего по высоте слоя значения критерия РЬ из полученных решений (3.24), (3.25) дает возможность, во-первых, определить действительный диапазон изменения РЬ в условиях конкретной задачи и, во-вторых, получить новую усредненную величину РЬ, которую можно использовать в решениях (3.21) — (3.25) в качестве второго приближения. [c.88]

Внутренний тепломассоперенос в капиллярно-пористых влажных материалах может быть описан системой дифференциальных уравнений второго порядка, в основу которых положены линейные градиентные законы переноса теплоты, влаги и избыточного давления, возникающего вследствие испарения влаги внутри капиллярно-пористой структуры материала [11- [c.144]

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]

Имеется попытка использования уравнений тепло- и массопереноса для расчета процесса сушки монодисперсных сферических изотрбпных частиц. Модель внутреннего переноса теплоты и влаги считается [4] соответствующей углублению зоны испарения влаги внутрь частицы. Коэффициент фазового превращения полагается равным единице, а теплофизические коэффициенты переноса массы и теплоты внутри влажного материала (а, а , с, б, Гс) считаются неизменными и соответствующими средним значениям влагосодержания и температуры материала. [c.132]

Различают обычно внеш. и внутр. перенос влаги и теплоты. Внеш. перенос (тепло- и массообмен) происходит между влажным телом и сушильным агентом и характеризуется коэф. тепло- и массоотдачи, для к-рых известны многочисл. эмпирич. корреляции внутр. перенос-движение влаги во внутр. слоях материала. [c.482]

При сушке окисляющихся, взрывоопасных или выделяющих вредные пары материалов внутри сушильного шкафа создается разрежение (вакуум) за счет конденсации выделяющихся из влажного материала паров в отдельном конденсаторе. Создаваемое в сушильной камере разрежение одновременно интенсифицирует кинетику сушки материала, происходящую здесь, как правило, в периоде убывающей скорости с преобладанием внутреннего сопротивления переносу влаги. Интенсивность передачи теплоты в сушильных шкафах, если отсутствует механическое перемешивание высу- [c.244]

Эффективный коэффициент тепло-провод1юсти пористых материалов сильно зависит также от влажности. Для влажного материала коэффициент теплопроводности значительно больше, чем для сухого и воды в отдельности. Например, для сухого кирпича Я=0,35, для воды Х=0,60, а для влажного кирпича Х 1,0 Вт/(м-К). Этот эффект может быть объяснен конвективным переносом теплоты, возникающая благодаря капиллярному движению воды внутри пористого материала и частично тем, что абсорб-ционно связанная влага имеет другие характеристики по сравнению со свободной водой. [c.16]