Кинетика влагообмена и температура в процессе конвективной сушки тонких плоских влажных материалов

Изложены основные закономерности кинетики сушки тонких плоских материалов в период падающей скорости сушки. Приведен метод расчета среднеинтегральной температуры влажного материала на основе относительного температурного коэффициента сушки. Выполнена обработка опытных данных на основе полученных значений относительной скорости сушки в процессах сушки керамики, асбеста, шерстяной ткани. Предложена формула для расчета средней температуры. Приводится решение дифференциального уравнения теплопроводности для влажной пластины в процессе сушки в период падающей скорости при краевых условиях, учитывающих условия сушки. Приводится расчет коэффициента теплоотдачи. На основе изучения источников и обработки результатов экспериментов представлены формулы для вычисления коэффициента теплопроводности влажных материалов. Аналитическое решение задачи подтвердило, что при конвективной сушке в малоинтенсивных процессах второго периода сушки изменение температуры с уменьшением влагосодержания с экспоненциальной зависимости плавно переходит в линейную, что полностью согласуется с экспериментом. Представлено сопоставление значений температуры, полученных по экспериментальной формуле, с результатами аналитических решений. Получено достаточно надежное совпадение экспериментальных и расчетных аналитических значений температуры для периода падающей скорости сушки керамики, асбеста, ткани. Результаты сопоставления экспериментальных значений температур с расчетными аналитическими значениями указывают на более широкое применение дифференциальных уравнений теплового переноса для практических задач сушки различных влажных материалов.

1. Лыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. – М.: Энергия, 1968. – 472 с.

2. Красников, В. В. Кондуктивная сушка / В. В. Красников. – М.: Энергия, 1973. – 288 с.

3. Акулич, П. В. Расчеты сушильных и теплообменных установок / П. В. Акулич. – Минск: Беларус. навука, 2010. – 443 с.

4. Рудобашта, С. П. Массотеплоперенос в системах с твердой фазой / С. П. Рудобашта. – М.: Химия, 1980. – 248 с.

5. Лыков 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.

6. Васильев, В. Н. Технология сушки. Основы тепло- и массопереноса / В. Н. Васильев, В. Е. Куцакова, С. В. Фролов. – СПб.: ГИОРД, 2013. – 224 с.

7. Ольшанский, А. И. Кинетика теплообмена и экспериментальные методы расчета температуры материала в процессе сушки / А. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. – 2013. – Т. 86, № 3. – С. 584–594.

8. Куц, П. С. К вопросу приближенной методики расчета кинетики конвективной сушки плоских материалов / П. С. Куц, А. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. – 1975. – Т. 28, № 4. – С. 594–598.

9. Ольшанский, А. И. Кинетика тепловлагопереноса и температура в процессе сушки тканей / А. И. Ольшанский, А. С. Марущак // Весцi Нацыянальнай акадэміі навук Беларусi. Серыя фiзіка-тэхнічных навук. – 2021. – Т. 66, № 4. – С. 449–457. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2021-66-4-449-457

10. Лыков, А. В. Теоретические основы строительной теплофизики / А. В. Лыков. – Минск: Изд-во АН БССР, 1961. – 519 с.

11. Лыков, А. В. Теория сушки капиллярно-пористых коллоидных материалов пищевой промышленности / А. В. Лыков, Л. Я. Ауэрман. – М.: Пищепромиздат, 1946. – 286 с.

12. Лыков, А. В. Теория теплопроводности / А. В. Лыков. – М.: Высш. шк., 1967. – 600 с.

13. Журавлева, В. П. Массотеплоперенос при термообработке и сушке капиллярно-пористых строительных материалов / В. П. Журавлева. – Минск: Наука и техника, 1972. – 192 с.

14. Ольшанский, А. И. Аналитический расчет температуры в процессе сушки тонких капиллярно-пористых плоских материалов / А. И. Ольшанский, С. В. Жерносек, А. М. Гусаров // Весцi Нацыянальнай акадэміі навук Беларусi. Серыя фiзіка-тэхнічных навук. – 2018. – Т. 63, № 3. – С. 333–341. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2018-63-3-333-341

15. Ольшанский, А. И. Температура материала в процессе конвективной сушки тонких материалов в периоде падающей скорости сушки / А. И. Ольшанский, А. М. Гусаров // Инженерно-физический журнал. – 2020. – Т. 93, № 2. – С. 378–383.

16. Рудобашта, С. П. Расчет кинетики сушки дисперсных материалов на основе аналитических методов // Инженерно-физический журнал. – 2010. – Т. 83, № 4. – С. 705–714.

17. Натареев, О. С. Теплоперенос в процессе конвективной сушки влажного материала / О. С. Натареев, Н. Р. Кокина, С. В. Натареев // Известия вузов. Химия и химическая технология. – 2015. – Т. 58, вып. 2. – С. 67–72.

18. Кошелева, М. К. Особенности процесса сушки нетканых текстильных материалов / М. К. Кошелева, С. П. Рудо башта // Актуальные проблемы сушки и термовлажностной обработки материалов в различных отраслях промышленности и агропромышленном комплексе: сб. науч. ст. Первых Междунар. Лыковских науч. чтений (22–23 сент. 2015 г.) / РГАУ–МСХА имени К. А. Тимирязева. – М.: Университет. книга, 2015. – С. 205–210.

19. Франчук, А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов / А. У. Франчук. – М.: НИИ строительной физики, 1969. – 143 c.

20. Блази, В. Строительная физика: справ. проектировщика. – М.: Техносфера, 2005. – 536 с.

21. Физические величины / под ред. И. С. Григорьева, Е. Х. Меймехова. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 1232 с.

22. Колесников, П. А. Теплозащитные свойства одежды / П. А. Колесников. – М.: Легкая индустрия, 1965. – 337 с.