6-5. Сушка полимерных материалов

Температура полистирола непрерывно увеличивается с уменьшением влагосодержания от 0,4 до 0,02 %. Критическое влагосодержание полистирола равно Wк = 0,12%, поэтому температурная кривая 2 (рис. 6-17) охватывает весь период сушки от начального периода до периода падающей скорости сушки.

На основе температурных кривых t= f(u) был подсчитан температурный коэффициент сушки

где в качестве постоянных параметров Δu и ΔТ приняты Δu=uк (критическое влагосодержание, кг/кг), ΔТ=T∞. Температура T∞ подсчитывалась по величине температуры воздуха Тс, плотности лучистого потока qи и коэффициента теплообмена

Результаты расчетов приведены на рис. 6-18. При этом было установлено, что коэффициент В является однозначной функцией влагосодержания; он не зависит от режимных параметров Ти, Тс, φ и v в тех пределах, которые были приведены выше. Из рис. 6-18 видно, что экспериментальные точки расположены на прямых. Следовательно, можно написать следующие эмпирические формулы: для полистирола

для капрона

Положительная степень m = 1,6 для капрона объясняется тем, что формула (6-5-4) соответствует в основном начальному периоду сушки, где ход температурной кривой t = f (u) круче, чем в периоде падающей скорости.

По данным о температурном коэффициенте сушки b (b =dt/du) был подсчитан критерий Ребиндера (Rb = br/с). Результаты расчетов приведены на рис. 6-19. Экспериментальные точки имеют значительный разброс. Это объясняется в первую очередь тем, что нам недостаточно хорошо известна теплота испарения влаги r, которая состоит из теплоты испарения жидкости rж и теплоты смачивания rс. Последняя почти неизвестна для данных материалов. Кроме того, удельная теплоемкость материала может изменяться от влагосодержания не по линейному закону. Поэтому только в первом грубом приближении можно экспериментальные данные, приведенные на рис. 6-19, описать в виде эмпирических формул:

для полистирола

для капрона

Зависимость В = f(u) дает возможность определить температуру материала в любой момент сушки (см. гл. 2), а эмпирические формулы Кb=f(u) позволяют рассчитать интенсивность теплообмена на протяжении всего процесса сушки и тем самым избежать определения коэффициента теплообмена. Скорость сушки рассчитывается по обычным приближенным соотношениям.