Диффузия в процессах сушки

Сушка шариков. Сушка шариков катализатора состоит из процесса испарения влаги с поверхности и перехода (диффузии) влаги из пор шариков к их поверхности. При высушивании сначала нагреваются внешние слои шариков, а затем внутренние. В течение всего процесса сушки происходит диффузия паров интермицеллярной жидкости через поры шариков. При этом скорость диффузии паров влаги должна быть ограничена во избежание нарушения прочности шариков в результате возникающих напряжений. Удаление влаги из шариков катализатора ведет к уменьшению объема примерно на 1/11 их начального объема и одновременно к изменению физических свойств шариков, т. е. происходит дальнейшее формирование структуры и повышение прочности шариков. [c.66]

Скорость процесса сушки лимитируется либо внешней диффузией, т. е. условиями подвода теплоты и отвода паров влаги с поверхности материала, либо внутренней диффузией, т. е. условиями вывода влаги из глубинных слоев материала к его поверхности. [c.145]

Отапливаемые газом нагреватели применяют лишь при относительно мелких масштабах производства бумаги, где машины и механизмы приводятся в движение электродвигателями, питаемыми за счет покупной электроэнергии. Их используют также для покрытия дефицита тепла в процессе сушки, возникающего иногда на крупных предприятиях при производстве высококачественной бумаги. Весьма важно не допускать дефицита тепла, так как процесс сушки, особенно если бумажное полотно широкополосное, может стать неравномерным. Нередко периферийные участки бумажного полотна пересушиваются, а центральные остаются переувлажненными из-за недостатка времени для диффузии влаги наружу, что приводит к разрыву и сморщиванию бумаги. Для ликвидации этого недостатка крупные машины оборудуют системами автоматического контроля и корректировки влагосодержания. В этом случае излучение радиационных нагревателей, интенсивность излучения которых регулируется по измеренной влажности листа, направляется на различные участки бумажного полотна по мере его прохождения через зону сушки. При этом обеспечивается равномерность сушки по всей ширине полотна. СНГ используют достаточно часто для отопления радиационных нагревателей, теплотехнические характеристики которых зависят от изменения температуры и влажности бумажного полотна. [c.369]

При сушке в поле высокой частоты материал изнутри имеет более высокую температуру, чем на поверхности последнее интенсифицирует процесс сушки, так как градиенты диффузии и термодиффузии направлены в одну сторону. [c.256]

По своей физической сущности сушка является сложным диффузионным процессом, скорость которого определяется скоростью диффузии влаги из глубины высушиваемого материала в окружающую среду. Как будет показано ниже, удаление влаги при сушке сводится к перемещению тепла и вещества (влаги) внутри материала и их переносу с поверхности материала в окружащую среду. Таким образом, процесс сушки является сочетанием связанных друг с другом процессов тепло- и массообмена (влагообмена). [c.583]

Испарение жидкости и диффузия паров. Испарение жидкостей является практически очень важным процессом. В процессах сушки, упарки, перегонки и т. п. ведущую роль играет процесс испарения. [c.423]

Скорость испарения жидкостей определяет процессы сушки, упаривания, перегонки и т. п. Скорость испарения определяется скоростью диффузии. На поверхности конденсированной (жидкой или [c.402]

Таким образом, когда имеется разность парциальных давлений пара над материалом и в воздухе (газе), влага испаряется с поверхпости материала. Вследствие этого возникает разность между концентрациями влаги внутри материала и на его поверхпости и происходит диффузия влаги к поверхности материала. Процессы испарения и диффузии хотя и протекают совместно, но в неодинаковой степени влияют во времени на процесс сушки. [c.676]

Расчет для материалов с большим внутренним сопротивлением переносу теплоты и массы. В процессе сушки грубодисперсных материалов с большим внутренним сопротивлением переносу теплоты и массы (малые коэффициенты температуропроводности и диффузии) и с высокой интенсивностью внешнего тепло- и массообмена (большие значения критерия Био) наиболее рационально рассчитывать сушильные установки, определяя продолжительность сушки по соответствующим соотношениям (см. методы расчета, основанные на кинетике сушки). В этом случае процесс, как правило, протекает в периоде падающей скорости сушки (первый период рассчитывают по методике, описанной выше). [c.256]

Многокамерные сушилки состоят из двух и более камер, через которые последовательно движется высушиваемый материал. Камеры располагаются либо рядом, либо одна над другой. Сушилки этого типа более сложны по конструкции (и соответственно в эксплуатации), чем однокамерные, требуют больших удельных расходов сушильного агента и электроэнергии. Кроме того, процесс в них труднее поддается автоматизации. Применение многокамерных сушилок целесообразно лишь для материалов со значительным сопротивлением внутренней диффузии влаги, требующих длительной сушки, а также для материалов, нуждающихся в регулировании температурного режима (во избежание перегрева). В них удобно совмещать процессы сушки и охлаждения материала. [c.265]

Коэффициент диффузии О и относительный коэффициент термодиффузии б влаги в частицах ПВХ также существенно зависят от температуры и влагосодержания и изменяются в процессе сушки в широких пределах О = 10" - 10 м /с, б = 0,001 - 0,005 кг/(кг-К), причем, если коэффициент диффузии резко возрастает с ростом С и Г, то зависимость для б имеет экстремальный характер, что также типично для капиллярно-пористых тел. [c.90]

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]

Процесс сушки имеет два периода постоянной и падающей его скорости. В первом периоде удаляется поверхностная влага. Все тепло расходуется только на испарение влаги (температура материала постоянна и равна температуре мокрого термометра психрометра). После достижения критической влажности начинается второй период сушки, когда удаляется влага, подошедшая к поверхности вследствие диффузии из внутренних слоев. Температура материала постепенно возрастает и в конце сушки приближается к температуре теплоносителя, от период длится до достижения равновесной влажности. [c.278]

Процесс сушки при высокой температуре ускоряется благодаря увеличению разности температур между древесиной и теплоносителем, что увеличивает количество переданного тепла. Этому способствует также увеличение коэффициента теплопередачи от газов к древесине ввиду роста лучеиспускающей способности газов. Сушка ускоряется также вследствие уменьшения вязкости влаги при повышении температуры, что способствует ускорению диффузии влаги через поры древесины. [c.43]

Сушка с падающей скоростью (режим, лимитируемый диффузией в твердых частицах). Для смол и других материалов, у которых летучие компоненты находятся в связанном состоянии, или для сильно увлажненных частиц диффузия влаги к поверхности может быть настолько медленной, что будет определять весь процесс сушки. Рассмотрим, как изменяется во времени влагосодержание при этом режиме. [c.363]

Как показывают опыты, при сушке влажных материалов в большинстве случаев скорость сушки существенно изменяется с изменением влажности материала. При этом наблюдаются типичные периоды сушки. В начале процесса скорость сушки оказывается постоянной, не зависящей от влажности материала (рис. 16.14). Этот период постоянной скорости, или первый период, характерен тем, что удаляется лишь свободная влага, и процесс сушки определяется законами диффузии жидкости от ее поверхности в газовую фазу. Величина диффузионных сопротивлений внутри влажного материала мала по сравнению с диффузионными сопротивлениями во внешней области, и скорость процесса определяется диффузией во внешней области. [c.409]

В период падающей скорости течение процесса сушки обусловливается диффузией влаги к поверхности испарения, т. е. внутренней диффузией, скорость которой определяется структурой материала и его температурой, но мало зависит от внешних условий (см. рис. 22-1, участки II и III). [c.180]

В течение периода падающей скорости сушки влага внутри твердого материала перемещается как в виде жидкости, так и в виде пара под действием капиллярных сил и теплового воздействия. Скорость внутренней диффузии зависит от структуры материала и его температуры, а также от физико-химических свойств жидкости. Ввиду чрезвычайно большого числа факторов, определяющих скорость процесса сушки в период падающей скорости, строгое математическое описание его весьма сложно. [c.181]

В обоих случаях силикагель перед сушкой увлажнялся насыщенным влажным воздухом. Процесс сушки охватывал и второй период (период внутренней диффузии влаги), поэтому температура выходящего воздуха была выше температуры мокрого термометра. [c.63]

В случае сушки материалов со значительным сопротивлением внутренней диффузии влаги скорость процесса при данной влажности материала, как отмечает И. М. Федоров [3], зависит в основном только от его температуры. Поэтому для обеспечения максимальной скорости сушки следует на всем протяжении процесса сушки поддерживать температуру материала возможно более близкой к предельно допустимой с точки зрения сохранения его качества. Чем равномернее нагрев материала, тем меньше может быть разность между средней его температурой и предельно допустимой. Условия сушки в кипящем слое вследствие практически идеального перемешивания материала весьма благоприятны в этом отношении, и средняя температура может почти равняться предельно допустимой. [c.79]

Описанный выше метод расчета процесса отгонки летучих веществ из пленки жидкости связан с громоздкими вычислениями. Для расчета процессов отгонки небольших количеств летучих веществ из малолетучих жидкостей с достаточной точностью можно использовать приближенный метод расчета, основанный на совместном решении уравнений конвективного теплообмена и диффузии при ламинарном движении пленки. Такой подход вполне оправдывается, например, в процессах сушки олигомеров, из-за значи- [c.251]

При наличии в образце источников свободного хлора в процессе испарения и атомизации пробы в ЭТА образуются легколетучие хлориды определяемых элементов, которые диссоциируют не полностью и уносятся из печи в процессе диффузии. Вследствие этого аналитический сигнал ослабляется. Так, при добавлении к защитному газу (азоту) паров -гексана, метанола и ацетона сигнал марганца и железа изменяется незначительно, а при добавлении хлороформа или дихлорэтана сигнал снижается очень сильно. Для выяснения причин депрессии сигнала использован метод радиоактивных индикаторов Ре и Со. В атомизатор вводили по 5 мкл растворов, содержащих 10 пг железа и 2,5 пг кобальта. Установлено, что при наличии в защитном газе 0,005% паров хлороформа в процессе сушки (30 с, 130 °С) и озоления при 750 °С теряется из печи СКА-63 железа и кобальта за 5 с — 28 и 46% за 10 с — 63 и 51% за 15 с —96 и 60% соответственно [80], [c.146]

Процесс сушки, так же как и выпаривание, представляет собой процесс удаления влаги из материала с использованием тепловой энергии, однако благодаря присутствию твердой фазы переход влаги из материала в окружающую среду совершается при поверхностном испарении влаги и диффузии ее из внутренних слоев к поверхности материала. Тз" КИМ образом, сушка является диффузионно-десорбционным процессом. Благодаря присутствию в камере твердой фазы, в которой происходит десорбция молекул растворителя и их диффузия, конструкции аппаратов-для сушки значительно отличаются от конструкций выпарных аппаратов. [c.254]

Процесс удаления влаги из материалов с использованием тепловой энергии для испарения влаги и с отводом образующихся паров называется сушкой. Согласно этому определению сушка принципиально не отличается от выпаривания. По существу сушка является процессом диффузионным, так как переход влаги из материала в окружающую среду совершается при поверхностном испарении влаги и диффузии ее из внутренних слоев к поверхности материала. Интенсивность процесса сушки определяется главным образом сопротивлением диффузии удаляемой влаги. [c.565]

В процессе сушки различают четыре последовательных периода. Первый иериод, пли период предварительного подогрева, характеризуется быстрым повышением скорострг процесса сушки до некоторой предельной величргны шарики остаются прозрачными, пх можно резать ножом. Второй период, пли начало сушки, характеризуется испарением влаги с новерхности, причем скорость диффузии влаги из пор шариков к пх поверхности настолько велика, что эта поверхность в течение всего периода остается влажной. Скорость процесса сушки в этот период постоянна и имеет максимальную величину, но шарики уже начинают мутнеть. Они затвердевают, но остаются еще ломкими. Третий период, или конец сушки, как и второй, характеризуется испарением влаги с поверхности шариков, но доля влажной поверхности постепенно уменьшается, в связи с чем скорость сушки равномерно падает. Шарики становятся стекловидными и еще больше затвердевают, но могут растираться в порошок. Четвертый период, или период пропарки, характеризуется испарением влаги пз пор шариков. В этот период скорость сушки определяется скоростью перемещения влаги из пор к поверхности, шарики становятся белыми и весьма твердыми (при наличии примесей железа — светло-и темио-коричневыми). [c.66]

В процессе сушки химические реакции не протекают, а процесс помутнения, наблюдаемый во втором периоде, объясняется удалением влаги из пор шариков с заменой ее воздухом. Особенно важное значение имеет конец сушки (период пропарки), когда происходит диффузия водяного пара из внутренних пор шариков через капиллярные отверстия к поверхности. Жидкость при движении в частично обезвоженной структуре шариков оказывает расклинивающее действие на стенки капилляров, по которым опа перемещается капиллярное давление достигает десятков атмосфер. Столь значительные напряжения могут вызвать появление трещин, поэтому быстрая сушка в этот период опасна. Пропитка шариков перед сушкой растворами поверхностно-активных веществ, снижающими поверхностное натяжение выделяющейся жидкости, способствует снижению интенсивности капиллярного движения в пористой структуре шариков во время сушки и тем уменьшает напряжения. Применение растворов высокоэффективных нейтрализованных контактов вызывает незна- [c.66]

Прокаливание микросфер. Если обезвоживание суспензии в процессе сушки осуш ествляется непрерывным методом, то процесс прокаливания микросферического катализатора в прокалочной колонне протекает периодически в кипяш,ем слое, создаваемом дымовыми газами, подаваемыми под слой катализатбра. Количество дымовых газов регулируют таким образом, чтобы в колонне было достаточное шевеление прокаливаемого катализатора и в то же время не было уноса не только основной массы, но и наиболее легких частиц. Разность температур катализатора и дымовых газов должна быть максн-мальЕюп, но в то же время такой, чтобы при быстром парообразовании и затруднительности его диффузии через поры катализатора она не могла привести к деформации частиц. При резком повышении температуры в прокалочной колонне катализатор вследствие оседания на его поверхности большого количества органических веществ может загореться и в результате произойдет спекание микросфер и все поры закроются. Каталитическая активность такого катализатора сильно снижается. Путем прокаливания исправляются некоторые нарушения в структуре катализатора, появившиеся в процессе сушки. После прокаливания катализатор приобретает высокую механическую прочность и термическую стабильность. Кроме того, при температуре прокаливания 600 — 750° С входящий в состав алюмосиликатного катализатора глинозем ЛиОд переходит в каталитически активную форму. [c.68]

Совместный тепло- и массообмен реализуется в процессах сушки, абсорбции, катализа, горения и т. д. В этих случаях на перенос теплоты влияет обусловленный диффузией суммарный поток массы п=2пу. Для илл]Остраций этого явления рассматриваются два примера, включающие сушку и конденсацию смесей. [c.90]

Диффузионное сопротивление массопроводности внутри влажного материала не оказывает существенного влияния на процесс сушки в первый период и скорость сушки определяется только диффузией во внешней области. Первый период сушки соответствует изменению влаичности материала от начальной до критической. [c.428]

Второй период сушки — период уменьшающейся скорости — характеризуется тем, что процесс лимитируется массопроводностью внутри влажного материала, а конвективная диффузия паров жидкости от поверхностп раздела фаз в ядро газового потока не оказывает существенного влияния на процесс сушки. [c.428]

Проведены исследования с целью оптимизации процесса сушки трансформаторного масла (ТМ) клиноптилолитом (КП) месторождения Хекордзула (Грузия). Изучено влияние температуры прокаливания КП на глубину осушки ТМ и установлено, что наибольшая глубина осушки ТМ достигается при температуре 235-350°С. Проведена также осушка ТМ измельченным и рассеянным КП при комнатной температуре и установлено, что оптимальные показатели достигаются в области размера частиц адсорбента 3-5 мм повышение осушающей способности КП вызвано увеличением общей площади контакта адсорбента с ТМ и скорости диффузии молекул воды во внутрикристаллическом объеме адсорбента. Дальнейшее увеличение дисперсности КП ухудшает его обезвоживающее действие. Изучена осушка ТМ в динамических условиях при темнературе 25 С осушающая способность оценивалась до проекоковой концентрации 0.002%. [c.184]

Многокамерные сушилки более сложны по конструкции (и соответственно в эксплуатации), чем однокамерные, требуют больших удельных расходов сушильного агента и электроэнергии. Кроме того, процесс в них труднее поддается автоматизации. Применение многокамерных сушилок целесообразно лигаь для материалов со значительным сопротивлением внутренней диффузии влаги, требующих длительной сушки, а также для материалов, нуждающихся в регулировании температурного режима сушки (во избежание перегрева). В них удобно совмещать процессы сушки и охлаждения материала. [c.621]

Большое влияние на обеспечение качества твердых лекарственттьтх форм оказывают условия сушки влажного фанулята. Кинетика гете-рофазного процесса — сушки — обусловлена следующими процессами скоростью диффузии влаги изнутри фанул к поверхности, скоростью испарения и скоростью отвода влаги. Скорость диффузионного потока влаги зависит от струюуры капилляров и размеров фанул, скорость отвода влаги зависит от условий воздушного потока [12]. [c.560]

Пример XIII.8. Отгон растворителя иа полимерных материалов. Одноступенчатая сушилка непрерывного действия предназначена для извлечения гептана из пропитанных этим растворителем частиц полимера с помощью псевдоожижающего агента — смеси перегретого водяного пара и паров растворителя. Эксперименты на лабораторной установке периодического действия при запланированных рабочих условиях показали, что лимитирующим процессом сушки является диффузия, которая описывается уравнением (XIII,59). Время удаления из частицы 50% содержащегося в ней гептана составляет 140 с. Рассчитать и сравнить следующие два варианта [c.384]

Процессом сушки называется удаление влаги из различных сыпучих, пастообразных, кристаллических и волокнистых материалов. Разделение материала и влаги может проводиться механическими способами — отстаиванием, отжимом. Но достаточно полного .азде-ления этими методами получить нельзя, и более полного удаления влаги из материала достигают путем ее испарения при затрате тепловой энергии. В некоторых случаях при проведении естественной сушки иапользуется солнечное тепло, но в химической промышленности применяется только искусственная сушка —нри подводе тепла от различных теплоносителей. По своей физической сущности сушка — сложный тепло- и массообменный процесс, скорость которого в основном определяется скоростью диффузии влаги в материале. [c.196]

При анализе процессов сушки существенно иметь в виду, что скорость массообмена, в результате которого влага из капиллярно-пористого материала в конечном счете оказывается перенесенной в поток сушильного агента, зависит от двух основных сопротивлений процессу переноса массы от сопротивления внутреннему переносу влаги, оказываемого капиллярно-пористой структурой материала, и от внешнего диффузионного сопротивления, которое оказывает пограничный слой сушильного агента, существующий у наружной поверхности материала. Эти два сопротивления преодолеваются удаляемой из материала влагой последовательно, т. е. в процессе сушки влага вначале проходит из глубинных зон материала через его пористую структуру к наружной поверхности, а затем пары влаги за счет диффузии поперек пограйичного слоя должны пройти от наружной поверхности сушимого материала в основной поток сушильного агента. [c.571]

В химической технологии часто приходится иметь дело с процессами превращения макрочастиц, совершающих случайное движение. Например, процессы сушки и отжига, а также процесс твердо-фазнбго хлорирования в кипящем слое. Движение частиц в кипящем слое можно приближенно описывать уравнением диффузии с некоторыми эффективными коэффициентами диффузии [14—17]. До сих пор, решая уравнение диффузии, мы искали вероятность нахождения частицы в определенном элементе объема в заданный момент времени. Если же нас интересует распределение частиц по степени превращения на выходе из аппарата, в котором зона реакции характеризуется неоднородными условиями, приходится рассматривать распределение частиц по траекториям. [c.26]

Второй период сушки характеризуется тем, что процесс лимитируется массонроводностью внутри влажного материала, а конвективная диффузия паров жидкости от поверхности раздела фаз в поток теплоносителя не оказывает на него существенного влияния. В этом периоде давление паров жидкости над поверхностью испарения непрерывно уменьшается и зависит от влажности, температуры и размера частиц. Температура же высушиваемого материала постепенно возрастает и достигает температуры теплоносителя t , когда парциальное давление паров испаряемой жидкости над поверхностью частрщ становится равным ее парциальному давлению в окружающей среде, т. е. когда процесс сушки прекращается и влагосодержание материала достигает некоторой величины W . [c.190]

Допущение о полном перемешивании частиц материала и вытеснении сушильного агента в ПС позволяет рассчитывать непрерывный процесс сушки при диффузионном характере цроцесса извлечения влаги из частиц правильной сферической формы [5, 9]. При этом принимается, что внутри изотропных частиц влага перемещается только за счет диффузии под действием только градиента локального влагосодержания с постоянным значением коэффициента эквивалентной диффузии 1 э, а от наружной поверхности частиц испаренная влага отводится согласно уравнению (12.2.2.5) с известным коэффициентом массоотдачи 3. Соотношение для расчета феднего влагосодержания материала на выходе из односекционного агшарата ПС имеет вид [c.232]