2-5.1. Период падающей скорости

Согласно закону сохранения энергии, все тепло, подведенное к телу, равно теплу, потраченному на испарение влаги, и теплу, затраченному на его нагрев.

Пусть общая поверхность влажного тела равна S, в нем содержится некоторая масса влаги mв и масса сухого тела m0. Обозначим удельные теплоемкости влаги и абсолютно сухого тела соответственно через св и с0. Тогда количество тепла, необходимое для нагревания тела в единицу времени, будет равно:

где t — средняя температура тела.

Количество тепла, потраченное на испарение влаги, равно:

так как влагосодержание тела u= mв/m0; r — удельная теплота испарения влаги равна сумме удельной теплоты испарения жидкости rж и теплоты смачивания rс, т. е.

Сумма количества тепла, идущего на нагревание тела и испарение влаги в нем, равна количеству подведенного тепла в единицу времени ко всей поверхности тела S

Обозначим средний удельный поток тепла на единицу поверхности через qп, тогда (2-5-4) можно написать так:

Суммируя (2-5-1) и (2-5-2) и приравнивая к (2-5-5), а затем разделив обе части равенства на V, получим:

где Rv — отношение объема абсолютно сухого v0 к поверхности влажного тела S (Rv = v0/S).

Если усадка поверхности тела происходит по соотношению *

где βs— коэффициент поверхностной усадки тела, n — постоянная, то величина Rv равна:

где Rv0 = v0/S0 — отношение объема к поверхности абсолютно сухого тела. Если усадка тела мала (1>>βsu) Rv= Rv0 = const.

* См. гл. 3.

Обозначим теплоемкость влажного тела через (с = с0 + свu), тогда уравнение (2-5-6) можно написать так:

Отношение dt/du характеризует повышение средней температуры тела при изменении влагосодержания на единицу в процессе сушки. Эта величина является очень важной характеристикой кинетики процесса сушки. Обозначим dt/du через b и назовем температурным коэффициентом сушки

Температурный коэффициент сушки определяется из температурных кривых или из аналитических решений дифференциальных уравнений тепло- и влагопереноса.