7-4. Кинетические параметры сушки капиллярнопористых тел

Температура материала в первом периоде сушки постоянна (dt/dт = 0), внутри тела наблюдается неравномерное распределение температуры. При постоянной температуре греющей поверхности и одномерном потоке тепла это распределение температуры описывается законом параболы. Температура открытой поверхности тела зависит от параметров окружающего влажного воздуха (tс, φ, v), температуры греющей поверхности (tгр) и теплофизических свойств тела (λ, аm).

Начиная с первого критического влагосодержания, температура тела увеличивается, а скорость сушки уменьшается.

Скорость сушки приближенно описывается формулой (7-1-1). Уравнение теплового баланса имеет вид:

где индексы «т» и «к» обозначают соответственно передачу тепла теплопроводностью и конвекцией.

Зная зависимость Rb= f(u) и используя формулу (7-1-1), можно определить общий поток тепла qп(т). Поэтому большое значение приобретают экспериментальные исследования с целью нахождения эмпирических соотношений Rb= f(u) при разных режимах сушки. В качестве примера можно привести экспериментальные данные В. П. Журавлевой по контактной сушке типично капиллярнопористых тел. Керамическая пластина различной пористости (П1= 10%, р0 = 1846 кг,/м3) сушилась на нагретой поверхности при разных температурах (60, 82, 98° С). Открытая поверхность соприкасалась с воздухом, относительная влажность которого была φ = 70%; отдача тепла происходила в условиях естественной конвекции.

В результате обработки экспериментальных данных получена следующая формула:

где Тгр = tгр + 273 — температура греющей поверхности, ° К. Для расчета температуры материала в периоде падающей скорости необходимо знать величину температурного коэффициента сушки В. Для данных исследований он оказался равным:

Где u0 — среднее начальное влагосодержание (u0 = 0,16; W0= 16%).

Эти формулы для Rb и В показывают, что закономерности изменения основных кинетических параметров сушки от влагосодержания аналогичны закономерностям при конвективной сушке.

В случае сушки влажного материала в нагретых жидких средах основное уравнение кинетики процесса сушки можно написать так:

где тепло, необходимое для нагревания и испарения влаги, qк передается путем конвекции.

Это уравнение можно написать в критериальной форме

где Kiq и Kim — соответственно тепло- и влагообменные критерии Кирпичева; Biq — теплообменный критерий Био.