Глава 07.2 Коэффициент теплопроводности твердых тел

Теплопроводности жидкостей составляют 0,1—0,7 Вт/(м-К). С ростом температуры теплопроводность всех жидкостей, за ис­ключением воды и глицерина, уменьшается [101, 141]. Тепло­проводности смесей разных жидкостей не подчиняются прави­лу аддитивности, поэтому определяются на основании опытных данных или по эмпирическим зависимостям [101].

Коэффициент теплопроводности твердых тел изменяется в широких пределах: от 0,02 для теплоизоляционных материалов до 450 Вт/(м-К) для металлов [76, 141]. Теплопроводность од­ного и того же материала может изменяться в широких преде­лах в зависимости от температуры, количества примесей, пори­стости, давления среды и т. п. В связи с этим строгое аналити­ческое описание теплопроводности затруднено, и на практике обычно пользуются экспериментальными значениями коэффи­циентов теплопроводности.

Особенно сложными системами являются объекты сушки, представляющие собой капиллярно-пористые тела или слои дис­персных материалов с изменяющимися в процессе сушки тем­пературой, влажностью, внутренней структурой. Для характе­ристики этих объектов, кроме экспериментальных измерений теплопроводности и получения количественных данных, необхо­димо понимать основные явления переноса тепла, закономер­ности процесса в зависимости от термодинамических и структур­ных факторов.

Обычно объекты сушки рассматривают в виде упрощенных модельных систем. Например, Кришер, рассматривая материа­лы в виде чередующихся слоев твердого скелета и пустот, за­полненных жидкостью, получил следующие соотношения [64]: для случая теплопередачи вдоль слоев

Для анализа процесса сушки представляют интерес зависи­мости теплопроводности объектов сушки от их температуры и влажности [14, 35, 78].

Наиболее часто встречается следующая зависимость между коэффициентом теплопроводности и влагосодержанием мате­риала [14, 77]: при увеличении влагосодержания коэффициент теплопроводности увеличивается, а затем достигает максималь­ного значения (рис. 1-16). Дальнейшее увеличение влагосодер­жания тела мало влияет на величину теплопроводности, а для некоторых влажных тел (особенно, содержащих осмотическую влагу) даже дает снижение величины коэффициента теплопро­водности, т. е. кривая Х(С) имеет максимум.