Сушка капиллярный поток

Образование структур различной прочности обусловливает также неодинаковый характер усадки торфа в процессе его сушки, что оказывает влияние на интенсивность испарения влаги, а также на соотношение в общем переносе между капиллярным потоком, пленочным течением по стенкам пор и диффузией пара. Установлено, что при разви- [c.221]

Хоуген и др. рассматривали условия, при которых можно наблюдать капиллярный или диффузионный поток влаги при сушке твердых материалов, и анализировали опубликованные экспериментальные данные по градиентам влагосодержаний для этих двух случаев. Получено, что для капиллярного потока характерна кривая градиента влагосодержания двойной кривизны с точкой перегиба (рис. УП-31, кривая I), а для диффузионного— [c.501]

Экспериментально установлено [32, 42], что инфракрасные лучи проникают в глубь материала, причем глубина прохождения уменьшается с увеличением длины волны (при понижении темпе-ратуры излучения). Для влажных материалов проницаемость инфракрасных лучей мала. Влажные материалы А. В. Лыков [42] подразделяет на материалы с большой проницаемостью лучистым потоком (ткань, бумага, лакокрасочные покрытия и т. д.), с малой проницаемостью (песок, древесина) и материалы, практически не пропускающие инфракрасных лучей (глина, кирпич и т. д.). Прохождение лучей на некоторую глубину внутрь тела доказывается аномальным распределением температуры внутри него. При нагреве или сушке капиллярно-пористого тела температура максимальная не на поверхности, а на некоторой глубине. Начиная от поверхности, температура сначала повышается, достигает максимального значения на небольшой глубине (несколько миллиметров), а затем снижается. [c.279]

При изучении процесса сушки различают внутренние и внешние условия. Первые из них связаны с внутренним механизмом потока жидкости. Наиболее часто рассматриваются капиллярные и диффузионные потоки жидкости, хотя возможны и другие механизмы осуществления ее переноса. [c.295]

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]

При контактней односторонней сушке перемещение влаги к поверхности определяется градиентом (разностью) температур. При сушке пористых влажных материалов в радиационной или инфракрасной сушилке под действием перепада температур первый момент происходит перемещение влаги внутрь материала в направлении теплового потока. Через некоторое время в центральных слоях материала устанавливается большая влажность,, чем на поверхности, создается перепад влажности, под действием которого влага начинает перемещаться в обратном направлении от центра к поверхности. Значительные перепады влажности приводят к механическим напряжениям в материале, т. е. к растрескиванию. Поэтому терморадиационная сушка для капиллярно-пористых материалов не рекомендуется ее рекомендуется сочетать с другими способами подвода тепла. Применение токов высокой частоты для сушки позволило получить постоянный температурный перепад внутри материала и быстро сушить материал большой толщины. [c.186]

В этом случае плотность потока пара внутри влажного капиллярно-пористого коллоидного тела при коидуктивной сушке определяется уравнением [c.84]

Итак, в первый период процесса сушки в материале, за исключением контактного слоя, осуществляется термодиффузионное и диффузионное движение капиллярной и осмотически связанной жидкости к открытой поверхности материала. Вместе с тем происходит и транзитный перенос пара из контактного слоя. В 1-й части второго периода, начинающегося с углубления зоны парообразования у греющей поверхности, жидкость (капиллярная и осмотическая) также движется к открытой поверхности совместно с паром, плотность потока которого низка. Во 2-й части второго периода происходит перенос влаги главным образом в виде пара, образующегося в уменьшающейся со временем влажной области материала. Перенос влаги в виде пара обусловлен тем, что микрокапиллярная и адсорбционно связанная жидкости, подлежащие удалению в этой части периода, мало подвижны. [c.110]

Процесс, при котором происходит только удаление пленочной и капиллярной жидкости, назовем центробежной сушкой. В данном случае помимо перетекания пленочной н капиллярной жидкости имеет место и испарение жидкости с уносом паров потоком воздуха, -проходящего через стенку ротора. [c.10]

Диффузия влаги внутри твердой фазы происходит уже в первом периоде. Но тогда, несмотря на изменения влагосодержания у поверхности, упругость водяного пара над ной остается постоянной, следовательно, внутренняя диффузия в данном случае не играет роли. Во втором же периоде в некоторых случаях диффузия внутри вещества может быть медленной и, следовательно, будет влиять иа скорость снижения влажности твердого вещества у поверхности, т. е. станет решающей в определении общей скорости сушки. В материалах весьма пористых, но с капиллярной структурой диффузия значительно облегчается и благодаря большой скорости не оказывает влияния на общую скорость сушки. В этом случае скорость сушки зависит только от скорости испарения влаги с поверхности твердого вещества в поток воздуха, при этом иногда можно заметить явление быстрого высыхания поверхности твердого вещества до равновесного значения влагосодержания Е. Испарение начинается уже в глубине твердой фазы, и пар, прежде чем попадет в поток воздуха, должен продиффундировать некоторое расстояние по порам и каналам твердой фазы. Геометрическая поверхность испарения, таким образом, будет отступать в глубь твердого тела. [c.867]

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]

Капиллярный поток. Влага, которая содержится в проме- , жутках твердого вещества, то ь есть жидкость на поверхности или свободная влага в Пбло-стях клеток, движется под действием сил тяжести и капиллярных при условии, что в материале имеются проходы для непрерывного потока. Потоком влаги, возникающим под действием капиллярных сил, во время сушки захватывается жидкость, не входящая в растворы, и вся влага сверх точки насыщения волокон (текстиль, бумага и кожа), а также вся влага сверх равновесного с насыщенной атмосферой влагосодержания у тонких порошков и зернистых материалов, таких как пигменты, минералы, глины, почвы и песок. [c.501]

Сушка капиллярно-пористых тел. Как сказано выше, были поставлены две серии опытов. Первую проводили с пластинами при температурах от 30 до 90° С и относительной влажности воздуха от 5 до 80%. Скорость потока воздуха в аэродинамической трубе изменяли от 3 до 15 м1сек. [c.108]

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 уравнении (5.17) первое слагаемое правой части выражает поток тепла внутри влажного материала за счет теплоироводности. Последнее слагаемое соответствует внутреннему источнику (стоку) тепла за счет выделения тепла при конденсации пара или расходования тепла при локальном исиарении жидкости. Конвективный перенос тепла жидкой и паровой фазами внутри капиллярно-пористых тел при сушке оказывается пренебрежимо малым. Таким образом, для определения нестационарных полей влагосодержания и температуры внутри капиллярно-пористопэ влажного тела необходимо анализировать систему дифференциальных уравнений (5,16) и (5.17), которые при постоянных значениях коэффициентов переноса будут иметь вид [c.244]

Некоторые свойства влажных материалов. Удаление влаги из материала при его конвективной сушке можно представить как сочетание двух последовательных процессов 1) диффузии влаги изнутри частицы материала на ее поверхность и 2) диффузии влаги с поверхности частицы в поток сушильного агента (воздуха, других газов). На характер и скорость протекания этих процессов, помимо метода и режима сушки, оказывают большое влияние механические и физико-химические свойства высушиваемых материалов, предопределяющие форму связи влаги с ними. Форма этой связи определяется затратой энергии на отрыв 1 моль влаги от абсолютно сухого вещества при определенном его влагосодер-жании. По величине затрачиваемой энергии различают четыре формы связи влаги с твердыми веществами химическую, адсорбционную, капиллярную и осмотическую. [c.664]

НОСТИ (влагопроводность), так и благодаря градиенту температуры (тер-мовлагопроводность) [1,9—12]. При сушке с обогревом возникают градиенты температур (табл. 1), направленные от поверхности сушимого слоя к монолиту. При радиационно-конвективной сушке влагосодержание перераспределяется как в холодную сторону под действием температурного градиента, так и в горячую — под действием градиента влажности. Термокапиллярный поток [11] интенсифицирует процесс обезвоживания 20-мм слоя, под действием которого часть влаги поступала в верхние слои нодстилаюшей залежи (кривые /, рис. 1). В слое толщиной 40 мм за тот же период сушки (кривые /, рис. 2) термовлаго-проводность препятствует осушению транзитных слоев, компенсируя поток влаги под действием капиллярного потенциала и частично увлажняя нижние слои образца. За радиационно-конвективный период сушки количество влаги, ушедшей из сушимого слоя в монолит в результате термовлагопроводности, соответствует заштрихованной площади на графиках 1, 2, рис. 1, 2. Это вызвало унос метки в верхние слои монолита [c.386]

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 первом периоде постоянной скорости сушки пре-oбJiaдaющим является наружное диффузионное сопротивление отводу образующихся паров влахи от поверхности материала в поток сушильного агента, тогда как сопротивление переносу жидкой влаги внутри капиллярно-пористой структуры материала весьма незначительно, поскольку крупные поры (с малым гидравлическим сопротивлением переносу влаги из внутренних зон материала к е10 наружной поверхности) еще заполнены влагой. В процессе обезвоживания материала крупные поры первыми освобождаются от влаги, и в дальнейшем ее приходится удалять из мелких 1юр, обладающих значительным гидравлическим сопротивлением. Пфемещение атаги к поверхности уже не успевает обеспечивать прежнюю скорость ее испарения с наружной поверхности материала, и общая скорость сушки начинает непрерьшно уменьшаться вслед за возрастанием внухреннего сопротивления переносу влаги по капиллярно-пористой структуре материала. [c.218]

Таким образом, рассмотрение явлений движения жидкости в капиллярнопористом коллоидном материале при кондуктивпой сушке приводит к выводу, что движущей силой переноса в обоих случаях является капиллярный потенциал. Тогда плотность потока жидкости / однозначно определяется градиентом капиллярного потенциала. Основное уравнение переноса жидкости в скалярной форме может быть записано в виде [Л. 41] [c.106]

При исследовании и математическом описании сушки и десорбции приходится анализировать процессы связанного тепло-и массопереноса в капиллярно-пористых телах. Экспериментальные исследования показывают, что поток влаги в капиллярно-пористом теле возникает не только из-за неоднородности влагосодержания, но и вследствие существования градиента температуры. Кроме того процесс тепло- и массопереноса в капиллярно-пористом теле в большой мере зависит от фазовы.к превращений, т. е. от соотношения процессов испарения и конденсации. Для того чтобы получить уравнения связанного тепла и массопереноса при сушке из общего уравнения переноса (1.7), необходимо соответствующим образом определить потенциалы переноса, необратимые потоки переноса и плотности источников теплоты и массы. В качестве потенциалов переноса используются количество влаги ф1 = ра и количество теплоты ф2 — = рСрГ. Поскольку рассматриваются твердые капиллярно-пористые тела, V = 0. Предполагая постоянство величин р и Ср, можно из (1.7) получить следующую пару уравнений [c.24]

Установка криомонодисперсной технологии работает в режиме мо-нодисперсного распада струй жидкостей (вынужденный капиллярный распад) растворов урановых солей. Диаметры фильер для истечения струй варьировались от 120 до 280 мкм, скорость истечения — от 3,5 до 8,6 м/с. Частота возбуждения в генераторе капель раствора [2] менялась в пределах от 5,2 до 17 кГц. Размеры получаемых капель раствора находились в пределах от 245 до 570 мкм. После получения потока монодис-персных капель, последние поступали в специальную криогенную трубу для предварительного охлаждения, в которой автоматически менялись параметры охлаждения (температура и давление). После прохождения пролетной трубы замороженные с поверхности микросферы попадали в контейнер с жидким азотом, в котором окончательно замораживались. После замораживания микрогранулы поступали в систему вакуумной сублимационной сушки, где в автоматическом режиме из них удалялся растворитель и они высушивались. Для оптимизации процессов охлаждения, замораживания и вакуумной сублимационной сушки использовалась компьютерная профамма, разработанная авторами. [c.71]

При сушке коллоидных капиллярно-пористых влажных материалов при радиационном способе подвода тепла может наблюдаться интенсивное перемещение влаги в начале процесса внутри материала. Особенно наглядно это заметно при начальном равномерном раапреде-лении влаги в сушимом образце (рис. 2-6,е, Ы1>Мо). Перемещение влаги происходит благодаря закону термовлагопроводности, согласно которому влага движется в направлении теплового потока. Через некоторое время в центральных слоях материала устанавливается большая влажность, чем на поверхности, создается градиент влажности, под действием которого влага начинает перемещаться в обратном направлении, т. е. от центра к поверхности, с которой она и испаряется в окружающую среду. В этом случае градиент температур как бы создает градиент влажности, под действием которого влага перемещается к поверхности. Как известно, наличие значительных перепадов влажности в материале вызывает механические напряжения, что приводит к растрескиванию и порче материала. Поэтому терморадиационная сушка в чистом виде многих коллоидных капиллярно-пористых материалов не может найти промышленного применения, если не сочетать ее с другими способами подвода тепла. [c.28]

При высокоинтенсивном процессе сущки внутри влажного тела возникает давление парогазовой смеси, превышающее давление влажного воздуха в окружающей среде (барометрическое давление). Наличие такого медленно релаксируемого градиента давления вызывает молярное движение парогазовой смеси по типу фильтрации. Наложение фильтрационного движения парогазовой смеси на капиллярно-диффузионный перенос влаги приводит к перестройке механизма переноса и связанной с ней существенной интенсификации процесса сушки. Например, при комбинированной сущке древесины токами высокой частоты и инфракрасными лучами под действием градиента общего давления около 50% суммарного потока влаги перемещается к поверхности в виде пара. [c.162]