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"10.29235/1561-8358-2026-71-3-221-232vestift-954Research ArticleЭНЕРГЕТИКА, ТЕПЛО- И МАССООБМЕНPOWER ENGINEERING, HEAT AND MASS TRANSFERКомплексные обобщенные переменные кинетики сушки в процессе конвективной сушки влажных материаловComplex generalized variables of drying kinetics in the process of convective drying of wet materialshttps://orcid.org/0009-0009-0000-6799ОльшанскийА. И.Ol’shanskiiA. I.

Ольшанский Анатолий Иосифович – кандидат технических наук, доцент

Московский пр., 72, 210038, Витебск

Anatoly I. Ol’shanskii – Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor

72, Moskovsky Ave., 210038, Vitebsk

https://orcid.org/0009-0004-5645-7912ГолубевА. Н.GolubevA. N.

Голубев Алексей Николаевич – старший преподаватель кафедры «Технология машиностроения»

Московский пр., 72, 210038, Витебск

Alexey N. Golubev – Senior Lecturer of the Department of Mechanical Engineering 

72, Moskovsky Ave., 210038, Vitebsk

tm@vstu.byВитебский государственный технологический университетБеларусьVitebsk State Technological UniversityBelarus202629092026713221232Copyright © Ольшанский А.И., Голубев А.Н., 20262026Ольшанский А.И., Голубев А.Н.Ol’shanskii A.I., Golubev A.N.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/954

Изложены методы обработки экспериментальных данных, основанные на обобщенных устойчивых переменных кинетики сушки тонких плоских влажных материалов. В качестве комплексных переменных при обработке опытных данных в процессе конвективной сушки керамики, листового асбеста, войлока, картона были приняты: обобщенное время сушки, отношение времени сушки по периодам, отношение текущего влагосодержания к критическому, относительная скорость сушки. Обобщенные переменные в процессе сушки независимо от режима характеризуют наиболее общие закономерности кинетики сушки. Результаты обработки представлены в виде зависимости относительной скорости сушки от принятых переменных. Получены уравнения для расчета длительности сушки с минимальным числом постоянных, определяемых опытным путем. На основе уравнения теплового баланса для периода падающей скорости сушки даны уравнения для расчета температуры во втором периоде сушки. В результате обработки кривых скорости сушки керамики, асбеста, войлока получена зависимость относительной скорости сушки от относительного влагосодержания. Дано уравнение для определения плотности потока тепла во втором периоде скорости сушки и относительного влагосодержания. Представлена проверка достоверности полученных уравнений. Погрешность между расчетными и экспериментальными значениями находится в пределах точности обработки опытных данных до 10 %. Представленные приближенные методы расчета кинетики сушки, полученные обработкой опытных данных обобщенными комплексными переменными, представляют интерес для практики сушки капиллярно-пористых влажных материалов.

The article presents experimental data processing methods based on generalized stable variables of the drying kinetics of thin, flat, wet materials. The following complex variables were adopted for processing experimental data during convective drying of ceramics, sheet asbestos, felt, and cardboard: generalized drying time, ratio of drying time by periods, ratio of current moisture content to critical moisture content, and relative drying rate. Generalized variables in the drying process, regardless of the drying mode, characterize the most general patterns of drying kinetics. The processing results are presented as a dependence of the relative drying rate on the adopted variables. Equations for drying duration with a minimum number of constants determined empirically are obtained. Based on the heat balance equation for the period of decreasing drying rate, equations for calculating the temperature in the second drying period are given. As a result of processing the drying rate curves for ceramics, asbestos, and felt, the dependence of the relative drying rate on the relative moisture content is obtained. An equation is presented for determining the heat flux density in the second period of drying rate and relative moisture content. A validation of the resulting equations is presented. The error between the calculated and experimental values  is within the accuracy of the experimental data processing, up to 10 %. The presented approxi- mate methods for calculating drying kinetics, obtained by processing experimental data with generalized complex variables, are of interest for the practical drying of capillary-porous wet materials.

влагосодержаниескорость сушкидлительность сушкикритическое влагосодержаниетемпература материалаплотность потока теплаmoisture contentdrying ratedrying timecritical moisture contentmaterial temperatureheat flux densityReferencesЛыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. – М.: Энергия, 1968. – 472 с.Lykov A. V. Theory of Drying. Moscow, Energiya Publ., 1968. 472 p. (in Russian).Акулич, П. В. Расчеты сушильных и теплообменных установок / П. В. Акулич. – Мн.: Бел. наука, 2010. – 443 с.Akulich P. V. Calculations of Drying and Heat Exchange Installations. Minsk, Bеlorusskaya nauka Publ., 2010. 443 p. (in Russian).Красников, В. В. Кондуктивная сушка / В. В. Красников. – М.: Энергия, 1973. – 288 с.Krasnikov V. V. Conductive Drying. Moscow, Energia Publ., 1973. 288 p. (in Russian).Сажин, Б. С. Научные основы техники сушки / Б. С. Сажин. – М.: Наука, 1997. – 447 с.Sazhin B. S. Scientific Fundamentals of Drying Techniques. Moscow, Nauka Publ., 1997. 447 p. (in Russian).Ольшанский, А. И. Регулярный тепловой режим и влияние критериев подобия тепло-массообмена на процесс конвективной сушки пористой керамики / А. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. – 2016. – Т. 89, № 1. – С. 37–48.Ol’shanski, A. I. Regular thermal regime and influence of heat and mass transfer similarity criteria on the process of convective drying of porous ceramics. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2016, vol. 89, no. 1, pp. 38–49. https://doi.org/10.1007/s10891-016-1351-6Филоненко, Г. К. Сушильные установки / Г. К. Филоненко, П. Д. Лебедев. – М.; Л.: Госэнергоиздат, 1952. – 263 с.Filonenko G. K., Lebedev P. D. Dryers. Moscow, Leningrad, Gosenergoizdat Publ., 1952. 263 p. (in Russian).Ольшанский, А. И. Исследование сушки тонких материалов с использованием обобщенных комплексных переменных / А. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. – 2016. – Т. 89, № 4. – С. 884–894.Ol’shanskii A. I. Investigation of the drying of thin materials with the use of generalized complex variables. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2016, vol. 89, no. 1, pр. 886–895. https://doi.org/10.1007/s10891-016-1450-4Ольшанский, А. И. Экспериментальное исследование кинетики сушки тонких плоских влажных материа- лов методом регулярного режима с использованием обобщенных комплексных переменных / А. И. Ольшанский, А. М. Гусаров // Инженерно-физический журнал. – 2017. – Т. 90, № 3. – С. 700–713.Ol’shanskii 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-xРудобашта, С. П. Теплотехника / С. П. Рудобашта. – М.: Перо, 2015. – 672 с.Rudobashta S. P. Thermal Engineering. Moscow, Pero Publ., 2015. 672 p. (in Russian).Гинзбург, A.C. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов / А. С. Гинзбург.– М.: Пищ. пром-сть, 1973. – 528 с.Ginzburg A. S. Fundamentals of the Theory and Technology of Drying Food Products. Moscow, Pishchevaya promyshlennost’ Publ., 1973. 528 p. (in Russian).Бочарова, Г. А. Исследование процесса сушки пекарских дрожжей комбинированным методом: автореф. дис. … канд. техн. наук / Галина Алексеевна Бочарова. – Воронеж, 1972. – 33 с.Bocharova G. A Study of the Drying Process of Baker’s Yeast Using a Combined Method. Abstract of a PhD thesis Cand. Sci. (Eng.). Voronezh., 1972. 33 p. (in Russian).Ольшанский А. И. Некоторые закономерности кинетики влаготеплообмена при сушке влажных материалов / А. И. Ольшанский, Е. Ф. Макаренко, В. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. – 2008. – Т. 81, № 6. – С. 1102–1110.Ol’shanskii A. I., Makarenko E. F., Ol’shanskii V. I. Certain regularities of the kinetics of moisture and heat exchange in drying of moist materials. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2008, vol. 81, no. 6, pp. 1144–1152. https://doi.org/10.1007/s10891-009-0131-yКуц, П. С. Некоторые закономерности тепловлагообмена и приближенные методы расчета кинематики процесса сушки влажных материалов / П. С. Куц, А. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. – 1977. – Т. 32, № 5. – С. 1007–1014.Kutz P. S., Ol’shanskii 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. Теоретические основы строительной теплофизики / А. В. Лыков. – Мн.: Изд-во Акад. наук БССР, 1961. – 519 с.Lykov A. V. Theoretical Foundations of Construction Thermophysics. Minsk, BSSR Academy of Sciences Publ., 1961. 519 p. (in Russian)Васильев, В. Н. Технология сушки. Основы тепло- и массопереноса / В. Н. Васильев, В. Е. Куцакова, С. В. Фролов. – СПб.: ГИОРД, 2013. – 224 с.Vasiliev V. N., Kutsakova V. E., Frolov S. V. Drying Technology. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. St. Petersburg, Giord Publ., 2013. 224 p. (in Russian)Рабинович, Г. Д. Новый метод расчета конвективной сушки тонких материалов / Г. Д. Рабинович // Инженернофизический журнал. – 1966. – Т. 11, № 2. – С. 182–192.Rabinovich G. D. A New method of calculation of convective drying of thin materials. Journal of Engineering Physics, 1966, vol. 11, no. 2, pp. 98–104. https://doi.org/10.1007/BF00831262Лыков, А. В. Кинетика теплообмена в процессе сушки влажных материалов / А. В. Лыков, П. С. Куц, А. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. – 1972. – Т. 23, № 3. – С. 401–406.Lykov A. V., Kuts P. S., Olshanskii A. I. Kinetics of Heat Transfer in the Process of Drying Wet Materials. Journal of Engineering Physics, 1972, vol. 23, no. 3, pp. 1082–1086. https://doi.org/10.1007/bf00832214

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