Массопроводность дисперсных и листовых материалов в условиях термодинамического равновесия
Е.В. Гусев, А.И. Сокольский, А.А. Сергиенкова, Е.А. Шуина
Вестник ИГЭУ, 2023 г. выпуск 6, сс. 38—42
Скачать PDF
Состояние вопроса. Интенсификация сушки влажных капиллярно-пористых тел и их структурно-деформационные преобразования во многом определяются внутренним механизмом переноса влаги в высушиваемом материале. Исследованию массопроводности различных тел посвящены работы А.В. Лыкова, С.П. Рудобашты, Б.С. Сажина, Э.Н. Очнева, Н.В. Чураева, которые подтверждают важность определения характеристик внутреннего переноса влаги в виде жидкости и пара для расчета интенсивности влагообмена между поверхностью влажного материла и теплоносителем и установления соотношения потоков влаги и тепла не только в процессе сушки, но и при хранении материалов. Для дисперсных и листовых капиллярно-пористых материалов, различных по составу и пористой структуре, определение интенсивности внутреннего переноса влаги в ходе их взаимодействия с окружающей средой является актуальным направлением исследования, определяющим способ сушки, режимные условия тепловой обработки и энергоэффективность.
Материалы и методы. В качестве объектов исследования использованы различные по форме, размерам, структуре и влажности дисперсные и листовые капиллярно-пористые материалы. Для определения параметров массопроводности влажного тела при взаимодействии его с теплоносителем применялся термодинамический метод, основанный на использовании экспериментальных изотерм десорбции и расчетных параметров, характеризующих пористую структуру материала.
Результаты. Приведена методика расчета коэффициентов массопроводности дисперсных и листовых материалов на основе экспериментальных данных, полученных в условиях термодинамического равновесия влажного тела и газа. Получены расчетные зависимости эффективных коэффициентов массопроводности от влагосодержания различных влажных материалов с учетом параметров воздуха.
Выводы. Полученные данные о закономерностях и характере изменения коэффициентов массопроводности позволили установить виды связи влаги с материалом с механизмами ее переноса для ряда дисперсных и листовых тел и могут быть использованы для кинетического расчета процесса сушки и определения условий их хранения, а также выявления условий для повышения энергетической эффективности сушилок с конвективным подводом.
1. Сажин В.Б., Сажин, Б.С. Научные основы стратегии выбора эффективного сушильного оборудования / под ред. Б.С. Сажина. – М.: Химия, 2013. – 554 с.
2. Федосов С.В. Тепломассоперенос в технологических процессах строительной индустрии. – Иваново, 2010. – 364 с.
3. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой. – М.: Химия, 1980. – 248 с.
4. Лыков А.В. Тепломассообмен: справочник. – М.: Энергия, 1971. – 560 с.
5. Conductivity of Capillary-Porous Colloidal Materials Subjected to Convective Drying / S.P. Rudobashta, G.A. Zueva, E.A. Muravleva, V.M. Dmitriev // J. Eng. Phys. Thermophys. – 2018. – Vol. 91, No. 4. – P. 845–853. DOI: 10.1007/s10891-018-1808-x.
6. Массопроводность при сушке ядер и оболочек семян подсолнечника / С.П. Рудобашта, Г.А. Зуева, В.М. Дмитриев, В.Н. Кочетков // Изв. вузов. Химия и химическая технология. – 2021. – Т. 64, Вып. 5. – С. 80–87.
7. Закономерности формирования массопроводных свойств керамических изделий на основе отходов промышленых котельных / Е.В. Гусев, А.И. Сокольский, А.А. Сергиенкова, Ю.А. Родякаева // Вестник ИГЭУ. – 2018. – Вып. 1. – С. 33–36.
8. Рудобашта С.П., Зуева Г.А., Дмитриев В.М. Исследование массопроводных свойств слоя семян // Изв. вузов. Химия и химическая технология. – 2017. – Т. 60, Вып. 7. – С. 72–77. DOI: 10.6060/tcct.2017607.5556.
9. Массопроводность при сушке коллоидных капиллярно-пористых материалов / С.П. Рудобашта, Г.А. Зуева, В.М. Дмитриев, Н.А. Зуев // Изв. вузов. Химия и химическая технология. – 2014. – Т. 57, Вып. 1. – С. 103–107.
10. Рудобашта С.П., Моряков А.В., Дмитриев В.М. Массопроводность семян рапса при сушке // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2012. – № 8. – С. 42–46.
11. Натареев А.С., Созинов В.П. Применение зонального метода для определения теплофизических характеристик пластических масс // Вестник ИГЭУ. – 2007. – Вып. 4. – С. 18–19.
12. Сажин Б.С. Основы техники сушки. – М.: Химия, 1984. – 320 с.