7-1.2. Основными параметрами, определяющими кинетику процесса кондуктивной сушки

Эти параметры влияют не только на скорость сушки, но и на критическое влагосодержание материала, а также на его технологические свойства и качества.

На рис. 7-1 приведены характерные кривые кинетики процесса сушки целлюлозы на нагретой поверхности для одного из опытов. Из рис. 7-1 видно, что кривая сушки имеет обычный вид (период прогрева, периоды постоянной и падающей скорости). Соотношение между временем прогрева и общей продолжительностью сушки составляет от 7 до 10%. Рядом приведены температурные кривые для контактного (0,08 мм от греющей поверхности), центрального (0,22 мм от греющей поверхности) и наружного (0,35 мм от греющей поверхности) слоев, а также для открытой поверхности влажной отливки толщиной 0,43 мм при температуре греющей поверхности 130° С.

Таким образом, температура в разных слоях материала неодинакова, т. е. существует градиент температуры внутри отливки. Наивысшую температуру имеют слои, непосредственно соприкасающиеся с греющей поверхностью, минимальную температуру имеет наружная поверхность отливки, граничащая с окружающей средой.

В течение определенного времени температура держится на одном уровне, после чего происходит одновременное падение температуры во всех слоях отливки. Как показывают опыты, в зависимости от толщины отливок этот спад температуры идет по-разному. С увеличением толщины материала величина спада растет при постоянных температуре греющей поверхности и начальном влагосодержании материала (на рис. 7-1 падение температуры в контактном слое составляет 10° С при толщине 0,43 мм, а в отливках толщиной 0,16— 0,22 мм — всего лишь 2—4° С). Кроме того, снижение температуры в толстых отливках (0,43 мм и более) происходит неравномерно, вначале падение температуры происходит резко, а затем — медленно; в тонких отливках скорость снижения температуры остается примерно постоянной.

После падения температуры температурная кривая контактного слоя поднимается вверх и температура его возрастает, приближаясь к температуре греющей поверхности. В остальных слоях температура также растет, но это происходит с некоторым запаздыванием во времени. Начиная с момента повышения температуры температурные кривые различных слоев приближаются друг к другу.

На рис. 7-2 приведены те же температурные кривые, но в координатах «температура материала — влагосодержание». Здесь же построена кривая скорости сушки. Из рис. 7-2 видно, что уменьшение скорости сушки происходит по сложной кривой с наличием точки перегиба. Эту точку перегиба можно условно считать второй критической точкой.

Очень большое снижение влагосодержания материала (от 2,24 до 1,00 кг/кг) происходит именно в то время, когда температура материала держится постоянной. Вслед за этим происходит удаление влаги при снижающейся температуре материала, и, наконец, небольшая доля влаги (от 0,20 до 0,02 кг/кг) удаляется при значительном возрастании температуры отливки.