Глава 10.1 Предельное минимальное значение равновесной влажности тела

Предельное минимальное значение равновесной влажности тела во всем его объеме достигается притак как Как видно из схемы (см. рис. 2-1), процесс массо- передачи при сушке является неустановившимся. Скорость мас- сопередачи через поверхность раздела твердой и газовой фаз S с учетом неразрывности потока массы выразится следующим образом:

В действительности при сушке многих материалов, особенно капиллярно-пористых, испарение влаги происходит не со всей геометрической поверхности тела, а только с поверхности менис­ков жидкости, заключенной в порах и капиллярах (см. рис. 1-23). В процессе сушки мениски отступают в глубь материала, причем для смачивающих жидкостей этот процесс в широких порах идет быстрее, чем в узких (так как в последних отрица­тельное капиллярное давление больше), поэтому влага из ши­роких пор отсасывается в узкие через соединяющие их каналы. Поверхность и конфигурация менисков также непрерывно из­меняются. Таким образом, истинную поверхность испарения оп­ределить невозможно, поэтому скорость массопередачи (интен­сивность испарения) относят к геометрической поверхности те­ла, условно считая ее поверхностью испарения. В уравнении (2-2) движущая сила по газовой фазе выражена через концент­рации пара на поверхности тела и в окружающей среде; она может быть выражена также через парциальное давление па­ра р или через абсолютную влажность газа X.

Согласно уравнению состояния идеальных газов (1-17), (1-18) разность (С'п—С_п) в уравнении (2-2) можно выразить через разность (р'—р)

С_п' — С_п = (р' — p)/R_nT,                     (2-3)

где р' — парциальное давление пара, равновесное влажности материала. Подставив выражение (2-3) в уравнение (2-2), получим

j = K_p(p'-p),                                      (2-4)

где Kp=K/R_nT — коэффициент массопередачи по газовой фазе, кг/(м²-с-Па),

Движущую силу можно выразить через абсолютные влаго- содержания газа по соотношениям (1-48), (2-1). Тогда

/ = К_Р (Rn/Rr) Р (X'-Х) = Кх (X' - X),                 (2-5)

где К_х—коэффициент массопередачи по газовой фазе, кг/(м²-с).

Таким образом, в зависимости от выбранных единиц изме­рения движущей силы уравнение массопередачи процесса суш­ки по газовой фазе можно записать в виде (2-2), (2-4) или (2-5). Коэффициенты К, К_Р, Кх связаны между собой соотно­шением

К_х = К_Р (R_п/R_г) Р = К (P/R_гТ)=Кр_г                    (2-6)