Глава 46. Сушка токами высокой частоты

Этот процесс основан на явлении нагрева диэлектриков и полупроводников в электрическом поле высокой частоты. Отли­чительная особенность нагрева диэлектриков — равномерное вы­деление тепла во всем объеме влажного тела в результате превра­щения электрической энергии в тепловую. Если тело изотропное, нагрев будет равномерный. При испарении влаги с поверхности тела внутри него создается определенное поле температур и влаж­ности, влияющее на электрическое поле и тепловыделение, так как коэффициент потерь k = e tg B и диэлектрическая постоян­ная е уменьшаются с понижением влажности (для воды е = 80, воздуха е = 1, ткани е = 2). На тепловыделения влияет оми­ческое сопротивление тела и частоты поля. Омическое сопротив­ление зависит от влажности и частоты r = ф (w, w^c).

Поглощение энергии внешнего поля пропорционально тан­генсу угла потерь tg B; оно зависит от напряженности поля, ча­стоты, температуры и влажности тела.

Расходуемая мощность равна:

Обычно расход электроэнергии при высокочастотном нагреве составляет на 1 кг испаряемой влаги 2,5—3,0 квт-ч.

Механизм протекания процесса при сушке токами высокой частоты и при конвективном подводе тепла различен. В первом случае нагрев тела происходит настолько интенсивно, что скорость фазового превращения внутри материала превышает скорость переноса массы пара. Поэтому внутри материала возникает гра­диент давления при температурахВеличина избыточ­ного общего давления зависит от температуры тела и его структуры, от интенсивности процесса и т. д. Впервые это явление было обнаружено Г. А. Максимовым [42].

Кинетика процесса сушки токами высокой частоты та же, что и при других способах сушки. Первый период для некоторых режимов сушки протекает при температурах, близких к 100° С, т. е. как в случае кондуктивной сушки. Различным является распределение температуры, влагосодержания и давления внутри тела. На рис. VII-21 приведены данные Г. М. Максимова [42]. Из рисунка видно, что температура и давление в центре макси­мальны. Градиент влагосодержания внутри тела небольшой. Температуру материала можно регулировать в широких пределах независимо от температуры окружающей среды, что дает возмож­ность подобрать такие режимы, при которых градиенты влажности внутри тела очень малы. В этом случае не возникает внутренних напряжений и не может происходить ухудшения качества изделия из-за трещинообразования и других явлений.