Ольшанский Анатолий Иосифович – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологии и оборудования машиностроительного производства
Московский пр., 72, 210035, Витебск, Республика Беларусь
Anatolii I. Ol’shanskii – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Technology and Equipment of Machine-Building Production
72, Moskovsky Ave., 210035, Vitebsk, Republic of Belarus
Гусаров Алексей Михайлович – кандидат технических наук, доцент кафедры технологии и оборудования машиностроительного производства
Московский пр., 72, 210035, Витебск, Республика Беларусь
Aleksei M. Gusarov – Ph. D. (Engineering), Associate Professor of the Department of Technology and Equipment of Machine-Building Production
72, Moskovsky Ave., 210035, Vitebsk, Republic of Belarus
Жерносек Сергей Васильевич – кандидат технических наук, доцент кафедры технологии и оборудования машиностроительного производства
Московский пр., 72, 210035, Витебск, Республика Беларусь
Sergei V. Zhernosek – Ph. D. (Engineering), Associate Professor of the Department of Technology and Equipment of Machine-Building Production
72, Moskovsky Ave., 210035, Vitebsk, Republic of Belarus
Рассмотрена возможность использования результатов аналитических решений дифференциальных линейных уравнений нестационарной теплопроводности с постоянными коэффициентами теплопереноса для расчета температуры материала при термической обработке кож. Термическая обработка натуральных кож как термочувствительных материалов проводится при мягких температурных режимах и высоком влагосодержании воздуха, при этом температура не претерпевает значительных изменений, а коэффициенты теплопереноса изменяются практически линейно. При использовании аналитических решений принималось, что при малых градиентах температуры по сечению тонкого тела термическим переносом вещества можно пренебречь и при значениях тепломассообменных критериев Био меньше единицы главным фактором, лимитирующим тепломассоперенос, является взаимодействие поверхности испарения тела с окружающей средой, и в решении дифференциального уравнения теплопроводности можно ограничиться одним первым членом бесконечного ряда. При этом была применена кусочно-ступенчатая аппроксимация всех теплофизических характеристик с постоянными значениями этих коэффициентов на расчетных временных интервалах, что позволяло учитывать изменение коэффициентов переноса на протяжении всего процесса термической обработки. Обработка опытных данных показала, что в малоинтенсивных процессах при достоверных значениях коэффициентов переноса в расчетах теплопереноса возможно использовать результаты решений дифференциальных уравнений нестационарной теплопроводности. Результаты исследования теплообмена при сушке кож подтверждают закономерности изменения температуры, установленные экспериментальным путем. Совместно с экспериментальными исследованиями процессов сушки аналитические исследования имеют большое практическое значение при разработке новых методов расчета тепломассопереноса во влажных телах.
In the work, the authors investigated the possibility of using the results of analytical solutions of the linear differential equations of unsteady heat conduction with constant heat transfer coefficients to calculate the temperature of the material during heat treatment of leathers. Heat treatment of natural leathers as heat-sensitive materials is carried out under mild temperature conditions and high air moisture contents, the temperature does not undergo significant changes, and the heat transfer coefficients change almost linearly. When using analytical solutions, the authors made the assumptions that for small temperature gradients over the cross section of a thin body, the thermal transfer of matter can be neglected and for values of the heat and mass transfer Biot criteria less than unity, the main factor, limiting heat and mass transfer, is the interaction of the evaporation surface of the body with the environment; so, in solving the differential heat equation we can restrict ourselves to one first member of an infinite series. In this case, a piecewise stepwise approximation of all thermophysical characteristics with constant values of these coefficients at the calculated time intervals was applied, which made it possible to take into account the change in the transfer coefficients throughout the entire heat treatment process. Processing of experimental data showed that in low-intensity processes with reliable values of the transfer coefficients, it is possible to use the results of solutions of differential equations of unsteady heat conduction in heat transfer calculations. The results of the study of heat transfer during drying of leather confirm the laws of temperature change established experimentally. Together with experimental studies of drying processes, analytical studies are of great practical importance in the development of new methods for calculating heat and mass transfer in wet bodies.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.