Kinetikája szárítási 1
ÖSSZEFOGLALÁS szárítási folyamat diffúziója nedvességet a belső rétegek az anyag felületén és annak párologtatás felületén az átmeneti a környező gáz alakú közeg. Ez a folyamat csak akkor kerülhet sor, ha a vízgőz parciális nyomását a határréteg feletti felület anyaga nagyobb, mint a parciális gőznyomása a környező gáz alakú közeg. A hőkezelt anyagot víztelenítő eljárásoknál két probléma - a kinetikája és statikus szárítás.
Kinetics szárítási kapcsolatot létesít közötti időbeli változásának a páratartalom az anyag és a folyamat paraméterek: tulajdonságai és az anyag szerkezetét, a méretek, anyag hidrodinamikai áramlási feltételek szárítószert és egyéb tényezők. kinetikája egyenletek írják le a folyamat a nedvességet eltávolító az anyag az idő és a meghatározásához használt időtartam és a szárítási mód.
Statikus szárítás közötti kapcsolat jön létre a kezdeti és a végső paramétereket részt vesz a szárított anyagot és a szárítószert anyag és hő egyenlegek. A statikus szárítás függőségek meghatározza az anyag összetételét, áramlási sebesség a szárítószer, hő- és tüzelőanyag.
Kiszámításához a szárítás folyamatát és a létesítmény racionális építési szárítók legyen közös elemzését kinetikai és statikai a szárítás. Mechanizmusa szárítás nedves anyag döntően a alakja a nedvesség miatt az anyag, és a szárítási mód vagy állapotok nedvesség párolgást a felület az anyag a környezetbe.
Ennek fő osztályozási formák miatt nedvesség általában fotózni rendszer, ahol az összes kommunikációs formák vannak osztva kémiai, fizikai-kémiai és fizikai-mechanikai. Kémiailag kötött nedvesség van a legnagyobb kötési energia az anyagot ez pontos arányban egy száraz anyaggal. Ez a nedvesség lehet távolítani az anyag feletti hőmérsékleten 120-200 ° C, de általában meg fogja változtatni a molekuláris szerkezete az anyag.
A fiziko-kémiailag kötött nedvesség adszorpciós és az ozmotikus vonatkozik. Adszorpciós-kötött nedvesség a felületen marad a kolloid részecskék molekuláris erők. Szerint a fizikai tulajdonságok különbözik a szabad víz. Adszorpciós nedvesség hővel járó generációs test. A nedvesség felszívódik a szervezetben anélkül hőleadási, amely nem különbözik a tulajdonságok a szokásos szabad folyadék (víz) nevezik ozmotikus kapcsolódik.
A technológia a szárítás a nedvesség az anyag, általában két csoportba sorolhatjuk: a szabad és abszorbens. A párolgás sebessége a felületről a szabad nedvesség az anyag határozza meg a jogával párolgás egy szabad folyadékfelszín, nevezetesen, egy parciális gőznyomás felett a felület anyaga (szárítás infinitezimális sebesség) egyenlő a telítettségi nyomás a hőmérséklet határréteg egyenlő a hőmérséklet az anyag felületén.
Amikor a gőz parciális nyomása a határréteg kisebb lesz, mint a telítettségi nyomás, ebben az időszakban, a nedvszívó eltávolítjuk. Ez erősebben kapcsolódó anyagi és távolítsa nehéz és néha nem megfelelő. Higroszkópos nedvesség ωg anyagot lehet tekinteni, mint a határ között a szabad és a kötött nedvesség.
A szárítási nedvesség az anyagban csökken. Előfordulhat olyan állapotban, amikor a gőz parciális nyomása a gáz réteg fölött a felszínen a anyag megegyezik a parciális nyomása a gőz a környezetben ezen a ponton jön egyensúlyi állapotban gáz rendszerek a szárítókamrában, szárítást abbahagyjuk. Nedvesség ωr ilyen anyag az úgynevezett egyensúlyi állapotot.
Ábra. 1 - függése a nedvességtartalmat és a szárítási sebesség nedves anyagok időben: egy - állandó paramétereit a szárítószert; b. a - a tipikus és bonyolultabb görbék szárítás mértéke
ahol W - a nedvesség mennyisége az anyagban jelen lévő egy adott időben, kg;
Elején a száradási sebesség növekszik meredeken egy állandó értékre dωs / dτ = const, de kiindulási anyagként a kritikus pont K1 csökken a különböző jogszabályok és ha az érték ωr nullává válik. A legegyszerűbb görbe (egyenes vonal) közötti csökkenő mértéke a szárítás az a vonal (1) ponton áthaladó K1 és ωr (lásd. Ábra. 1 b). Egy ilyen jellegű lesz a változás mértéke a szárítás során, vékony szálas anyagokat (papír, karton). A függőség által kifejezett görbe (2) figyelhető meg a száradás során a szövet, bőr, és így vékony. E. A görbe (3) megfelel szárított pórusos kerámia anyagok.
A komplexebb szerkezet, nedves anyagok a második időszakban megfigyeljük, és egy sokkal összetettebb függőségek száradási sebesség. Például, az agyagok és más hasonló anyagok (lásd 1. ábra, a görbe 4 ...) elejétől pont K1 K2 szárítási sebesség változik egy egyenes vonal, majd a K2 ωr - görbe néző az abszcisszán. Más anyagok, szárítás mértéke ebben az időszakban változhat vonalak mentén (5) és (6).
Kapillárisporózus test, kevés méretének megváltoztatásához az első időszakban kissé eltér a verzió és hőmérsékleti görbét. Elejétől a szárítási folyamat előtt, a második a kritikus nedvességtartalom figyelhető közötti hőmérséklet-különbség a felület és a központ T * tp (ábra. 2b), amely arány közeledik az a pont K2. Ez azért van, mert, mint az első és a második szárítási, a folyadékot részben elpárolog az anyag belsejében. Tapasztalt hőmérséklet görbék megfelelő pontossággal lehet állítani miatt pára képződik képeket.
Ábra. 2 - hőmérsékletfüggése intenzitása és szárítási veszteség a nedvességet a anyaga: A - a nedves anyagok, amelyek nem zsugorodik az első időszakban a szárítási, - Tm (ω); B - Tm (ω) a kapilláris-porózus anyagok; a - egy réteg homokot a tetején, amely durva homok öntött, m (ω); R - homokréteg tetejére öntjük, amely finom, m (ω); 1-25% -a nagy vagy finom homok; 2 - ugyanaz a 50%; 3-75% -a azonos; 4 - ugyanaz a 100% (homogén homok)
További definíciók különböző formáinak a nedvesség miatt képeket, beleértve a különböző típusú kapilláris nedvesség, hőmérséklet görbék egy nagy jelentőségű a szárítási technológia, mivel a kimenet minőségét nagymértékben függ az anyag hőmérséklete és időtartama a hatását.
Egy további tényező, ami meghatározza a hő- és anyagátadási folyamatokra felületén az anyag, az intenzitása a szárítás.
Intenzitás szárítás a nedvesség mennyiségét eltávolítjuk egységnyi felületén az anyag, mint gőz és a folyadék fázis egységnyi idő m. kg / (m 2 · óra).
Ha egy réteg durva homok önteni a tetején a réteg finom, akkor a folyamat a szárítás, négy kritikus pontot K1. K2. K3. K4 (ábra. 2c). A felső rész a grafikon között megfelel szárítjuk durva homok állandó sebességgel, és így az intenzitás addig a pontig, K1. Ezután szárítás intenzitása csökken meredeken, amely megfelel a eltávolítása nedvességet a higroszkópos durva homok. Pontban K3 és a jogot, hogy (1 és 2 görbe) indul szárítás finom homok állandó sebességgel, K4 megegyezik a kiindulási pont a nedvesség eltávolítására a nedvszívó finom homok.
Ha a finom homok réteg tetején a kitöltés réteg durva homok, és a szárítási sebesség görbék intenzitások normális megjelenést egy periódusának állandó sebességgel (ábra. 2d).
Elemzés a kísérleti vizsgálatok azt mutatják, hogy a száradási sebesség határozzuk meg és korlátozza számos tényező, amely jelen van egy funkcionális függőség szinte lehetetlen.
Minél magasabb a hőmérséklet és a sebesség a szárítószert és az alsó a relatív páratartalom, a gyorsabban száradó. Azonban, meg kell jegyeznünk, hogy a hőmérséklet, relatív páratartalom és aránya szárítószer kell lennie, hogy ne változtassa meg a fizikai-kémiai tulajdonságok, formája és színe az anyag, és nincs elválasztó annak szárítókamrában.