Глава 7. Определение коэффициентов переноса вещества во влажных материалах

В процессе сушки явления переноса тепла и массы взаимо­связаны и включают тепло- и массообмен между поверх­ностью материала и средой, а также перенос тепла и массы внутри самого материала. Для правильного понимания ме­ханизма переноса тепла и массы вещества и для прак­тического использования аналитических решений необходимо знать численные значения коэффициентов.

На величину этих коэффициентов влияют температура, по­ристость, влажность и другие факторы. Поэтому для правиль­ной оценки характеристик материала важно знать зависимость коэффициентов от температуры, влажности и других свойств материала.

В данной статье приводятся результаты эксперименталь­ного определения коэффициентов потенциалопроводности а_т и массообменаДля их определения были использованы опытные данные распределения влаги по сечению, кривые интенсивности сушки, а также температурные кривые торфо-изоляционной плиты.

  Коэффициент потенциалопроводности можно определить из  критерия  Кирпичева   (массообменного) путем  решения дифференциального уравнения для полей влагосодержа-ний, данного А. В. Лыковым [1]. Наличие экспериментальных кривых изменения среднего влагосодержания материала с те­чением времени (кривая сушки), кривых изменения влагосо­держания и температуры по сечению, а также уравненияпозволяют определить переменный критерий Кирпичевав любой момент времени.

Уравнение (1) решено [1] в предположении, что критерий Поснова является малой величинойпри конвективной

6. Зак.  151                                                                                                                 

сушке. Для оценки влияния критерия Поснова на коэффи­циент потенциалопроводности были использованы зависи­мости влияния критерия Поснова на поля потенциала массо-переноса [2], которые показывают, что с ростом критерия Фурье выше 1,5 этим влиянием можно с определенной по­грешностью пренебречь.

Полученные значения критерия  Кирпичеваиз  уравнения  (1) дают возможность непосредственно вычислить коэффициент  потенциалопроводности  для  переноса   массы  по известной интенсивности сушки:

Определенный таким образом коэффициент потенциалопро­водности с точностью до термоградиентного коэффициента б представлен в виде графика как функция влажности и тем­пературы (рис. 1).

Определенный таким образом коэффициент потенциалопро­водности с точностью до термоградиентного коэффициента б представлен в виде графика как функция влажности и тем­пературы (рис. 1). Характер изменения коэффициента потенциалопровод­ности от влагосодержания определяется формой связи влаги с материалом и видом переноса вещества (в виде пара или жидкости). Как видно из рис. 1, в коллоидно-капиллярнопо-ристом теле (каким является торф) коэффициент потенциало­проводности с увеличением влагосодержания увеличивается, что свидетельствует об увеличении переноса вещества в виде жидкости. Увеличение коэффициента потенциалопроводности от температуры показывает, что повышение температуры ма­териала способствует интенсивности сушки. Для определения зависимости коэффициента потенциало­проводности от влагосодержания и температуры материала был   использован   способ,   изложенный  в  [3] с  некоторыми изменениями. На рис. 1 кривые, характеризующие зависимость коэффициента потенциалопроводности от влажности и температуры, были продлены до пересе­чения с осью ординат, вос­становленной при проме­жуточном   влагосодержании с погрешностью ±  12% 

1,5\кг/кг. Полученные значения коэффициентов потенциало­проводности а_пр соответствуют различным температурам ма­териала приОбработка экспериментальных дан­ных показывает, что отношениеесть линейная функ­ция влагосодержания  Как видно из рис. 2, для различных температур получаем ряд прямых, описываемых линейным уравнением.