Глава 07.1 Влияние внешних неоднородных электричес­ких и магнитных полей

Из (1.110) видно, что направление дополнительного потока влаги зависит от знака градиента напряженности электрическо­го поля. Уравнение (1.110) показывает, что для тела ограничен­ных размеров, но с тупиковыми, несквозными порами, неодно­родное поле может нарушать равновесие тела с окружающей средой, что препятствует вхождению в него вещества, либо, на­против, способствует поглощению им вещества в избыточном количестве.

Во влажных пористых телах внешние неоднородные электри­ческие и магнитные поля влияют как на перенос пара, так и на перенос жидкой фазы. Влияние неоднородных полей на ско­рость внутреннего массопереноса тем заметнее, чем меньше градиент давления пара и жидкости в пористом теле. Поэтому неоднородные поля должны сильнее интенсифицировать массо- перенос на конечной стадии сушки, когда градиенты давления внутри пористого тела малы.

В неоднородном электрическом поле кривые сушки, термо­граммы и энергограммы сдвигаются влево по оси времени, а в неоднородном магнитном поле —вправо. Неоднородное электри­ческое поле, градиент которого направлен наружу от образца, увеличивает внутренний массоперенос в порах как за счет воз­действия на молекулы пара, так и за счет интенсификации пле­ночного течения и подтягивания капиллярного конденсата к по­верхности капиллярно-пористого тела.

В неоднородном магнитном поле скорость сушки снижается, поскольку силы, действующие со стороны магнитного поля на воду и ее пар, будут направлены от поверхности внутрь образ­ца, подавляя капиллярный, пленочный и диффузионный пере­нос влаги.

С повышением температуры влияние неоднородных электри­ческих и магнитных полей на внутренний массоперенос умень­шается. Это связано как со снижением значений относительной диэлектрической и магнитной проницаемости, так и с увеличецием скорости внутреннего массопереноса, что обусловлено рос­том коэффициента диффузии и снижением вязкости жидкости.

Таким образом, влияние внешних неоднородных электричес­ких и магнитных полей на внутренний массоперенос в капилляр- но-пористых телах определяется механизмом переноса влаги, пористой структурой материала, а также формами связи и со­стояниями поглощенной влаги [79].

Одним из наиболее перспективных способов практического использования ультразвуковых колебаний является акустичес­кая сушка. При этом способе подвода энергии газовая среда, окружающая материал и находящаяся внутри него, а также сам материал подвергаются вибрационному воздействию. Объекты сушки, подвергаемые вибрационному воздействию, имеют раз­личную степень поглощения звука и глубину проникновения в них акустической энергии. Поглощение акустической энергии и соответствующее снижение интенсивности звука в среде проис­ходят по экспоненциальному закону

За счет поглощения энергии звука в облучаемой среде выде­ляется некоторое количество теплоты и происходит соответст­вующее повышение температуры среды. Наблюдается следую­щая закономерность: с увеличением вязкости среды поглощение акустической энергии значительно повышается, что обусловли­вает соответствующее повышение температуры среды. Скорость сушки материалов, в которых в основном содержится влага сма­чивания и влага, находящаяся в макрокапиллярах, на порядок выше скорости сушки материалов, в которых содержится вла­га микрокапилляров и адсорбционно связанная влага.

Акустическое воздействие позволяет значительно интенсифи­цировать процесс массообмена, при этом ускорение процесса более значительно для жидкостей с меньшей упругостью паров. При повышении температуры материала сушка протекает в два периода, причем для различных объектов изменение температу­ры происходит по-разному. Интенсивность акустической сушки зависит от режима акустического воздействия: лучшие резуль­таты обеспечиваются при сравнительно невысокой частоте (0,5— 6,0 кГц), но при значительной силе звука (160 Дб), при этих условиях обеспечиваются более интенсивные нагрев и сушка материала. При этом необходимо учитывать, что режим аку­стического воздействия должен быть выбран с учетом конфигу­рации, размеров и структуры влажного тела, соотношения меж­ду его размерами и длиной акустической волны, а также с уче­том физических свойств испаряемой жидкости.

Наиболее перспективным является применение акустическо­го воздействия в комбинации с другими методами энергопод­вода.