vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2022-67-2-191-203vestift-736Research ArticleЭНЕРГЕТИКА, ТЕПЛО- И МАССООБМЕНPOWER ENGINEERING, HEAT AND MASS TRANSFERТепло- и массообмен обобщенными комплексными переменными при термической обработке и сушке теплоизоляционных материаловHeat and mass transfer by generalized complex variables during heat treatment and drying of thermal insulation materialsОльшанскийА. И.Ol’shanskiiA. I.

Ольшанский Анатолий Иосифович – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Теплоэнергетика»

Московский пр., 72, 210035, Витебск

Anatolii I. Ol’shanskii – Ph. D. (Engineering), Associate Professor at the Department of Heat Power Engineering

72, Moskovsky Ave., 210035, Vitebsk

tiomp@vstu.byКотовА. А.KotowA. A.

Котов Алексей Анатольевич – ассистент кафедры «Теплоэнергетика»

Московский пр., 72, 210035, Витебск

Alexej A. Kotow – Assistant at the Department of Heat Power Engineering

72, Moskovsky Ave., 210035, Vitebsk

tiomp@vstu.byКузьменковС. М.KuzmenkovS. M.

Кузьменков Сергей Михайлович – ассистент кафедры «Технология машиностроения»

Московский пр., 72, 210035, Витебск

Sergey M. Kuzmenkov – Assistant at the Department of Mechanical Engineering

72, Moskovsky Ave., 210035, Vitebsk

tiomp@vstu.byВитебский государственный технологический университетVitebsk State Technological University202202072022672191203Copyright © Ольшанский А.И., Котов А.А., Кузьменков С.М., 20222022Ольшанский А.И., Котов А.А., Кузьменков С.М.Ol’shanskii A.I., Kotow A.A., Kuzmenkov S.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/736

Изложены результаты анализа экспериментальных данных по термической обработке в процессах сушки тонких теплоизоляционных материалов. В результате обработки опытных данных обобщенными комплексными переменными получены формулы для определения плотности тепловых потоков, среднеинтегральных температур, интенсивности испарения влаги, продолжительности процесса термической обработки материалов. На основе элементов теории теплового регулярного режима обработкой опытных данных методом наименьших квадратов установлены формулы для определения темпа нагрева влажного тела и темпа убыли влагосодержания. Рассмотрены условия протекания процесса сушки в регулярном режиме. Обработка экспериментальных данных обобщенными комплексными переменными позволяет переходить от одних систем координат к другим, от одних переменных к другим, без проведения дополнительных трудоемких экспериментов. На основе уравнения кинетики сушки и обобщенной кривой сушки приведена связь безразмерного потока теплоты с относительной скоростью сушки. Для однозонального метода расчета кривой скорости сушки дана приближенная зависимость для определения относительной скорости сушки. Установлена связь температуры поверхности материала с относительной скоростью сушки. По всем приведенным формулам проведена проверка достоверности полученных зависимостей, а также сопоставление расчетных значений основных параметров кинетики сушки с экспериментом.

The results of processing experimental data on heat treatment in drying processes of thin thermal insulation materials are presented. As a result of processing the experimental data by generalized complex variables, formulas for determining the heat flux density, average integral temperatures, the intensity of moisture evaporation, and the duration of the heat treatment process of materials were obtained. Based on the elements of the thermal regular regime theory, formulas for determining the rate of heating of the wet body and the rate of loss of moisture content have been established by processing experimental data using the least squares method. The conditions of the drying process in the regular mode are considered. Processing experimental data with generalized complex variables allows you to move from one coordinate system to another, from one variable to another, without performing additional time-consuming experiments. Based on the equation of drying kinetics and the generalized drying curve, the relationship between the dimensionless heat flux and the relative drying rate is given. For the single-zone method of calculating the drying rate curve, an approximate relationship for determining the relative drying rate is given. The relationship between material surface temperature and the relative drying rate in the heat treatment processes of ceramic tiles, asbestos sheets, wool felts was established. All of the above formulas were used to check the reliability of the obtained dependencies, as well as to compare the calculated values of the main parameters of the drying kinetics with the experiment.

влагосодержаниетемпературакоэффициент сушкивремя сушкитеплопроводностькоэффициент теплоотдачичисло Биоmoisture contenttemperaturedrying coefficientdrying timethermal conductivityheat transfer coefficientBiot numberReferencesКрасников, В. В. Кондуктивная сушка / В. В. Красников. – М.: Энергия, 1973. – 288 с.Krasnikov V. V. Conductive Drying. Moscow, Energiya Publ., 1973. 288 p. (in Russian).Лыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. − М.: Энергия, 1968. − 472 с.Luikov A. V. Drying Theory. Moscow, Energiya Publ., 1968. 472 p. (in Russian).Акулич, П. В. Расчеты сушильных и теплообменных установок / П. В. Акулич. – Минск: Белорус. наука, 2010. – 444 с. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 2022, vol. 67, no. 2, pp. 191–203Akulich P. V. Calculations Drying and Heat Exchange Systems. Minsk, Belorusskaya nauka Publ., 2010. 444 p. (in Russian).Филоненко, Г. К. Сушильные установки / Г. К. Филоненко, П. Д. Лебедев. – М.; Л.: Госэнергоисдат, 1952. – 264 с.Filonenko G. K., Lebedev P. D. Drying Systems. Moscow; Lenigrad, Gosenergoizdat Publ., 1952. 264 p. (in Russian).Ольшанский, А. И. Регулярный тепловой режим нагревания влажных плоских капиллярно-пористых материа лов в процессе сушки / А. И. Ольшанский, В. И. Ольшанский // Инженер.-физ. журн. – 2014. – Т. 87, № 6. – С. 1308–1318.Olshanskii A. I. Regular Heat Regime of Heating of Moist Capillary-Porous Materials in the Process of Their Drying. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2014, vol. 87, no. 6, pp. 1362–1373. https://doi.org/10.1007/s10891-014-1139-5Лыков, А. В. Теория тепло- и массопереноса / А. В. Лыков, Ю. А. Михайлов. – М.: Госэнергоиздат, 1963. – 536 с.Luikov A. V., Mikhajlov Yu. A. Theory of Heat- and Mass Transfer. Moscow, Gosenergoizdat Publ., 1963. 536 p. (in Russian).Куц, П. С. Некоторые закономерности тепловлагообмена и приближенные методы расчета кинетики процесса сушки влажных материалов / П. С. Куц, А. И. Ольшанский // Инженер.-физ. журн. – 1977. – Т. 32, № 6. – С. 1007–1014.Kuts P. S., Olshanskii A. I. Some features of heat and moisture transfer and approximate methods of calculating the drying kinetics of moist materials. Journal of Engineering Physics, 1977, vol. 32, no. 6, pp. 650–656. https://doi.org/10.1007/bf00862568Лыков, А. В. Кинетика теплообмена в процессе сушки влажных материалов / А. В. Лыков, П. С. Куц, А. И. Ольшанский // Инженер.-физ. журн. – 1972. – Т. 23, № 3. – С. 401–406.Luikov A. V., Kuts P. S., Olshanskii A. I. Heat transfer kinetics in the process of wet materials drying. Inzhenernofizicheskii zhurnal = Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 1972, vol. 23, no. 3, pp. 401–406 (in Russian).Ольшанский, А. И. Экспериментальное исследование кинетики сушки тонких плоских влажных материалов методом регулярного режима с использованным обобщенных комплексных переменных / А. И. Ольшанский, А. М. Гусаров // Инженер.-физ. журн. – 2017. – Т. 90, № 3. – С. 700–713.Olshanskii A. I., Gusarov A. M. Experimental Study of the Kinetics of Drying of Thin Plane Moist Materials by the Regular-Regime Method Using Generalized Complex Variables. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2017, vol. 90, no. 3, pp. 665–678. https://doi.org/10.1007/s10891-017-1614-xЛевина, Н. С. Исследование кинетики нагрева и сушки пористых материалов / Н. С. Левина // Ползунов. вестн. – 2008. – № 1–2. – С. 49–53.Levina N. S. Investigation of kinetics of heating and drying of porous materials. Polzunovskii vestnik = Polzunovsky Bulletin, 2008, no. 1–2, pp. 49–53 (in Russian).Шорин, С. Н. Теплопередача / С. Н. Шорин. – М.: Высш. шк., 1964. – 490 с.Shorin S. N. Heat Transfer. Moscow, Vyshaya shkola Publ., 1964. 490 p. (in Russian).Натареев, С. В. Массоперенос в процессе сушки влажного материала при конвективном подводе теплоты / С. В. Натареев, Е. Н. Венкин, О. С. Натареев // Изв. вузов. Химия и хим. технология. – 2012. – Т. 55, № 3. – С. 104–108.Natareev S. V., Venkin E. N., Natareev O. S. Mass transfer in the process of drying wet material with convective heat supply. Izvestija vuzov. Himiya i himicheskaya tekhnologiya = News of Institutes of Higher Education. Chemistry and Chemical Technology, 2012, vol. 55, no. 3, pp. 104–108 (in Russian).Натареев, О. С. Теплоперенос в процессе конвективной сушки влажного материала / О. С. Натареев, Н. Р. Кокина, С. В. Натареев // Изв. вузов. Химия и хим. технология. – 2015. – Т. 58, № 2. – С. 67–72.Natareev O. S., Kokina N. R., Natareev S. V. Heat transfer in the process of convective drying of wet material. Izvestija vuzov. Himiya i himicheskaya tekhnologiya = News of Institutes of Higher Education. Chemistry and Chemical Technology, 2015, vol. 58, no. 2, pp. 67–72 (in Russian).Ольшанский, А. И. Исследование теплообмена в процессе сушки влажных материалов по экспериментальным данным влагообмена с использованным обобщенных комплексных переменных / А. И. Ольшанский // Инженер.физ. журн. – 2014. – Т. 87, № 4. – С. 887–897.Olshanskii A. I. Study of the Heat Transfer in the Process of Drying of Moist Materials from Experimental Data on Moisture Transfer. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2014, vol. 87, no. 4, pp. 917–928. https://doi.org/10.1007/s10891-014-1089-yЛыков, А. В. Тепло- и массообмен в процессах сушки / А. В. Лыков. – М.; Л.: Госэнергоиздат, 1956. – 464 с.Luikov A. V. Heat and Mass Transfer in Drying Processes. Moscow; Lenigrad, Gosenergoizdat Publ., 1956. 464 p. (in Russian).Лыков, А. В. Теоретические основы строительной теплофизики / А. В. Лыков. – Минск: АН БССР, 1961. – 520 с.Luikov A. V. Theoretical Fundamentals of Construction Thermophysics. Minsk, Publishing House of Academy of Sciences of BSSR, 1961. 520 p. (in Russian).Ольшанский, А. И. Исследование процесса сушки плоских влажных материалов методов обобщенных переменных / А. И. Ольшанский // Инженер.-физ. журн. – 2013. – Т. 86, № 1. – С 66–76.Olshanskii A. I. Investigation of the process of drying of plane moist materials by the method of generalized variables. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2013, vol. 86, no. 1, pp. 69–79. https://doi.org/10.1007/s10891-013-0806-2

The authors declare that there are no conflicts of interest present.