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"10.29235/1561-8358-2023-68-1-50-59vestift-781Research ArticleЭНЕРГЕТИКА, ТЕПЛО- И МАССООБМЕНPOWER ENGINEERING, HEAT AND MASS TRANSFERТепломассообмен в процессах сушки тонких натуральных кож внаклейку на гладкие поверхностиHeat and mass transfer in the processes of drying thin natural leathers pasted on smooth surfacesОльшанскийА. И.OlshanskiA. I.

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

Московский пр., 72, 210035, Витебск

Anatoli I. Olshanski – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Associate Professor at the Department of Heat Power Engineering

72, Moskovsky Ave., 210035, Vitebsk

te.vstu@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9535-2599КлиментьевА. Л.KlimentyevA. L.

Климентьев Андрей Леонидович – старший преподаватель кафедры «Технология машиностроения»

Московский пр., 72, 210035, Витебск

Andrei L. Klimentyev – Senior Lecturer at the Department of Mechanical Engineering

72, Moskovsky Ave., 210035, Vitebsk

klimentyev.vstu@gmail.comКотовА. 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

te.vstu@mail.ruВитебский государственный технологический университетVitebsk State Technological University2023010420236815059Copyright © Ольшанский А.И., Климентьев А.Л., Котов А.А., 20232023Ольшанский А.И., Климентьев А.Л., Котов А.А.Olshanski A.I., Klimentyev A.L., Kotow A.A.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/781

Изложены результаты исследования тепло- и массообмена в процессе сушки тонкой натуральной кожи внаклейку на гладкую поверхность. Использованы результаты решения дифференциального уравнения нестационарной теплопроводности с постоянными теплофизическими коэффициентами для определения средней температуры в период падающей скорости сушки. Приведены расчетные значения температур для влагоизолированной и свободной к испарению влаги поверхностей кожи. Рассмотрены методы упрощения решений нелинейных уравнений с целью линеаризации этих уравнений для аппроксимации решений с переменными коэффициентами переноса. Использование метода кусочно-ступенчатой аппроксимации коэффициентов переноса с постоянными значениями этих коэффициентов на малых временных интервалах показало, что для малоинтенсивных процессов сушки достаточно точно реализуются решения линейного уравнения теплопроводности, подтверждающие закономерности, полученные опытным путем. Дан расчет длительности сушки по методу Б. С. Сажина. Представлены результаты обработки опытных кривых сушки кож внаклейку. Дана проверка достоверности полученных уравнений и сопоставления эксперимента с расчетными значениями по формулам. Полученные приближенные аналитические решения при достоверных значениях коэффициентов переноса, подтвержденные установленными экспериментальным путем закономерностями, имеют практическое значение. В совокупности с экспериментальными методами аналитические методы позволяют установить оптимальные режимы сушки и более точно обобщать опытные данные. 

The results of the study of drying thin natural leather pasted on a smooth surface are presented. The results of solving the differential equation of non-stationary heat conduction with constant thermophysical coefficients are used to determine the average temperature during the period of decreasing drying rate. The calculated values of temperatures for moisture-proof and moisture-free skin surfaces are given. Methods for simplifying solutions of nonlinear equations with the aim of linearizing these equations for approximating solutions with variable transport coefficients are considered. The use of the method of piecewise stepwise approximation of the transfer coefficients with constant values of these coefficients over short time intervals showed that for low-intensity drying processes, the solutions of the linear heat equation are implemented quite accurately, confirming the regularities obtained empirically. The calculation of the duration of drying according to the method of B. S. Sazhin is given. The results of the processing of experimental curves for drying leathers pasted are presented. The reliability of the obtained equations is verified and the experiment is compared with the calculated values using the formulas. The obtained approximate analytical solutions with reliable values of the transfer coefficients, confirmed by experimentally established regularities, are of practical importance. Together with experimental methods, analytical methods make it possible to establish optimal drying regimes and more accurately generalize experimental data. 

натуральная кожаконвективная сушкавлагосодержаниекоэффициент сушкискорость сушкитемпература мокрого термометрачисло Биокоэффициент теплопроводностиnatural leatherconvective dryingmoisture contentdrying factordrying speedwet thermometer temperatureBio criterioncoefficient of thermal conductivityReferencesНатареев, О. С. Теплоперенос в процессе конвективной сушки влажного материала / О. С. Натареев, Н. Р. Коксина, С. В. Натареев // Изв. вузов. Химия и хим. технология. – 2015. – Т. 58, вып. 2. – С. 67–72.Natareev O. S., Kokina N. R., Natareev S. V. Heat transfer in convective drying of wet material. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Khimiya i Khimicheskaya Tekhnologiya = ChemChemTech, 2015, vol. 58, iss. 2, pp. 67–72 (in Russian).Процессы сушки и термовлажностной обработки в текстильной и легкой промышленности / М. Г. Балыхин [и др.] // Актуальные проблемы сушки и термовлажностной обработки материалов в различных отраслях промышленности и агропромышленном комплексе: сб. науч. ст. Первых Междунар. Лыковских науч. чтений. – М., 2015. – С. 193–204.Balyhin M. G., Razumeev K. E., Kosheleva M. K., Zakharova A. A. The processes of drying and hygrothermal processing in the textile and light indutry. Aktual’nye problemy sushki i termovlazhnostnoi obrabotki materialov v razlichnykh otraslyakh promyshlennosti i agropromyshlennom komplekse: sbornik nauchnykh statei Pervykh Mezhdunarodnykh Lykovskikh nauchnykh chtenii [Actual Problems of Drying and Thermal Moisture Treatment of Materials in Various Industries and Agro-Industrial Complex: Collection of Scientific Articles of the First International Lyikov Scientific Readings]. Moscow, 2015, pp. 193–204 (in Russian).Кошелева, М. К. Особенности процесса сушки нетканых текстильных материалов / М. К. Кошелева, С. П. Рудобашта // Актуальные проблемы сушки и термовлажностной обработки материалов в различных отраслях промышленности и агропромышленном комплексе: сб. науч. ст. Первых Междунар. Лыковских науч. чтений. – М., 2015. – С. 205–210.Kosheleva M. K., Rudobashta S. P. The features of the drying process of nonwoven textile materials. Aktual’nye problemy sushki i termovlazhnostnoi obrabotki materialov v razlichnykh otraslyakh promyshlennosti i agropromyshlennom komplekse: sbornik nauchnykh statei Pervykh Mezhdunarodnykh Lykovskikh nauchnykh chtenii [Actual Problems of Drying and Thermal Moisture Treatment of Materials in Various Industries and Agro-Industrial Complex: Collection of Scientific Articles of the First International Lyikov Scientific Readings]. Moscow, 2015, pp. 205–210 (in Russian).Лыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. – М.: Энергия, 1968. – 590 с.Lykov A. V. Theory of Drying. Moscow, Energiya Publ., 1968. 590 p. (in Russian).Лыков, А. В. Кинетика и динамика процессов сушки и увлажнения / А. В. Лыков. – М.: Гизлегпром, 1938. – 776 с.Lykov A. V. Kinetics and Dynamics of Drying and Moistening Processes. Moscow, Gizlegprom Publ., 1938. 776 p. (in Russian).Кавказов, Ю. Л. Тепло- и массообмен в технологии кожи и обуви / Ю. Л. Кавказов. – М.: Легкая индустрия, 1973. – 272 с.Kavkazov Yu. L. Heat and Mass Transfer in the Technology of Leather and Shoes. Moscow, Legkaya industriya Publ., 1973. 272 p. (in Russian).Красников, 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).Сажин, Б. С. Основы техники сушки / Б. С. Сажин. – М.: Химия, 1984. – 320 с.Sazhin B. S. Basics of Drying Technique. Moscow, Khimiya Publ., 1984. 320 p. (in Russian).Акулич, П. В. Расчеты сушильных и теплообменных установок / П. В. Акулич. – Минск: Белорус. наука, 2010. – 443 с.Akulich P. V. Calculations of Drying and Heat Exchangers. Minsk, Belorusskaya nauka Publ., 2010. 443 p. (in Russian).Лыков, А. В. Теория сушки капиллярно-пористых коллоидных материалов пищевой промышленности / А. В. Лы ков, Л. Я. Ауэрман. – М.: Пищепромиздат, 1946. – 286 с.Lykov A. V. Theory of Drying Capillary-Porous Colloidal Materials of the Food Industry. Moscow, Pishhepromizdat Publ., 1946. 286 p. (in Russian).Ольшанский, А. И. Исследование сушки натуральной кожи методом регулярного режима и обобщенными комплексными переменными / А. И. Ольшанский, А. Л. Климентьев // Вестн. Витеб. гос. технол. ун-та. – 2017. – № 1 (32). – С. 88–98.Olshanski A. I., Klimentyev A. L. The study of the drying of natural leather by the method of regular mode and generalized complex variables. Vestnik Vitebskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta = Vestnik of Vitebsk State Technological University, 2017, no. 1 (32), pp. 88–98 (in Russian).Ольшанский, А. И. Исследование кинетики конвективной сушки натуральных кож / А. И. Ольшанский, A. Л. Кли ментьев // Вестн. Витеб. гос. технол. ун-та. – 2018. – № 1 (34). – С. 49–62.Olshanski A. I., Klimentyev A. L. Study of the kinetics of convective drying of natural leathers. Vestnik Vitebskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo universiteta = Vestnik of Vitebsk State Technological University, 2018, no. 1 (34), pp. 49–62 (in Russian).Михеев, М. А. Основы теплопередачи / М. А. Михеев, И. М. Михеева. – М.: Энергия, 1973. – 600 с.Miheev M. A. Fundamentals of Heat Transfer. Moscow, Energiya Publ., 1973. 600 p. (in Russian).Лыков, А. В. Теория теплопроводности / А. В. Лыков. – М.: Высш. шк., 1967. – 600 с.Lykov A. V. Theory of Thermal Conductivity. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1967. 600 p. (in Russian).Пехович, А. И. Расчеты теплового режима твердых тел / А. И. Пехович, В. М. Жидких. – Л.: Энергия, 1968. – 304 с.Pehovich A. I. Calculations of the Thermal Regime of Solids. Leningrad, Energiya Publ.,1968. 304 p. (in Russian).Хрусталев, Б. М. Тепло- и массообмен: учеб. пособие: в 2 ч. / Б. М. Хрусталев [и др.]; под общ. ред. А. П. Несенчука. – Минск: БНТУ, 2009. – Ч. 2. – 274 с.Hrustalev B. M. Heat and Mass Transfer. Part 2. Minsk, Belarusian National Technical University, 2009. 274 p. (in Russian).Рудобашта, С. П. Массотеплоперенос в системах с твердой фазой / С. П. Рудобашта. – М.: Химия, 1980. – 248 с.Rudobashta S. P. Mass and Heat Transfer in Systems with a Solid Phase. Moscow, Khimiya Publ., 1980. 248 p. (in Russian).Рудобашта, С. П. Расчет кинетики сушки дисперсных материалов на основе аналитических методов // Инженер.-физ. журн. – 2010. – Т. 83, № 4. – С. 705–714.Rudobashta S. P. Calculation of the kinetics of drying disperse materials on the basis of analytical methods. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2010, vol. 83, no. 4, pp. 753–763. https://doi.org/10.1007/s10891-010-0394-3

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