Глава 07.2 Период падающей скорости сушки

В период падающей скорости сушки уменьшение влагосодержания материала выражается некоторой кривой CD (которую в общем случае то­же можно разделить на два участка). В конце второго периода влагосодер­жание асимптотически стремится к равновесному состоянию, достижение которого означает полное прекращение дальнейшего испарения влаги из материала. В этом периоде испарение влаги с поверхности материала за­медляется, его температура начинает повышаться и может достигнуть тем­пературы газовой фазы (t_г) [1].

Уменьшение скорости сушки обусловлено следующими причинами. С уменьшением влажности материала вклад внутридиффузионного сопро­тивления в общее сопротивление процессу увеличивается. Общее сопро­тивление диффузии возрастает, а скорость сушки падает. При этом влаго­содержание материала у его поверхности, снижаясь по мере сушки, может приблизиться к гигроскопическому. Снижается также концентрация пара у поверхности испарения, приближаясь к концентрации пара в газовой фазе. Вследствие уменьшения разности концентраций скорость внешнего массопереноса (от поверхности тела в газовую фазу) снижается, и скорость суш­ки уменьшается.

Скорость сушки может быть определена в каждый конкретный момент времени по кривой ABCD путем графического дифференцирова­ния. Для этого к произвольной точке кривой необходимо провести каса­тельную до пересечения с осью абсцисс. Тангенс угла наклона касательной к оси абсцисс определяет скорость сушки в данный момент времени. Дан­ные о скорости сушки изображаются в виде кривых, которые строят в ко­ординатах влагосодержание материала (w⁰) - скорость сушки (dw⁰/dT) (рис. 1.7) [5].

На рис. 1.7 отчетливо виден период прогрева (АВ), период постоян­ной скорости сушки (ВС) и период падающей скорости сушки (СЕ). Влаго­содержание, соответствующее точке перехода от горизонтальной прямой пинии к кривой на границе между периодами постоянной и падающей ско­ростей сушки, называется критическим влагосодержанием (w⁰_p). Критиче­ское влагосодержание соответствует состоянию, при котором на поверхности материала влажность равна гигроскопической, а внутри материала вы­ше ее. Следует отметить, что кривые (1-4), соответствующие падающей i корости сушки, могут быть различной конфигурации.