33.2. Уравнение кривой скорости сушки

При равномерном начальном распределении влажности в древесине, постоянных в процессе сушки коэффициентах влагопроводности D, влагоотдачи β и параметрах среды на основании дифференциального уравнения тепло- и влагопереноса (158) для бесконечной пластины получено уравнение скорости сушки [2]:

где ω — средняя текущая влажность материала; Н — отношение коэффициента влагоотдачи к коэффициенту влагопроводности; H= β/D, где β — коэффициент влагоотдачи, определяющий скорость сушки, отнесенную здесь к 1 % разности влажностей ω-ωp материала. Величина НR = (β/D)R — влагообменный критерий Био.

В этих условиях скорость сушки определяется в основном влагопроводностью материала D. Продолжительность сушки при D=const обратно пропорциональна квадрату толщины материала. Это уравнение применимо к интенсивной сушке толстых сортиментов при низкой влажности древесины, когда влияние β на скорость всего процесса приближается к нулю.

Если соотношение 1/HR во много раз больше 4/π2, т. е. критерий Био мал (незначительны R или β, или большое D), отбросив член 4/π2 и подставив вместо Н значение β/D получим

В этом случае процесс определяется в основном коэффициентом влагоотдачи β, а влагопроводность D не ограничивает скорость сушки. Уравнение (171) характеризует медленную сушку тонкого материала, когда градиенты влажности малы и кривые влажности по толщине материала (см. рис. 61, а) близки к горизонталям.

На продолжительность сушки влияет ряд факторов. Практически можно считать, что при штабельном (шириной 1,8 м) высушивании обычных пиломатериалов в камерах со скоростной побудительной циркуляцией воздуха продолжительность сушки в среднем пропорциональна полуторной степени [32] толщины материала, т. е. τ=аR3/2, (172).

Для очень толстого материала твердых пород зависимость между продолжительностью сушки и толщиной материала близка к предельно максимальной квадратичной (170), а для тонких пиломатериалов к предельной линейной (171). Показатель степени понижается также с уменьшением плотности материала и скорости движения по нему воздуха, с уширением штабеля, повышением влажности высушиваемой древесины [33], его температуры при постоянной Δt и других факторов.