Исследование тепло- и массообмена в процессе конвективной термообработки и сушки теплоизоляционных материалов и приближенное уравнение кривой сушки

Abstract

Представлены результаты исследования термической обработки в процессах сушки тонких теплоизоляционных материалов на основе наиболее общих закономерностей конвективной сушки влажных тел с установлением уравнения кривой сушки. Установлены численные величины тепло- и массообменных чисел Био для периода падающей скорости сушки. На основе изучения и анализа многих источников приближенно определены диапазоны изменения критериев Лыкова, Поснова, критерия фазового превращения для процессов термической обработки керамики, асбеста, войлока, пластин глины. Показано, что при значениях чисел Био меньше единицы, критериев Лыкова 0,05–0,13, Поснова 0,03–0,08 для режимов сушки с температурой 90–120 °C задача сушки как тепло- и массообменного процесса является внешней и внутренний перенос не влияет на условия взаимодействия поверхности материала с окружающей средой. Показано, что сушка тонких материалов протекает при числе Био меньше единицы и в условиях внешней задачи критерии подобия не влияют на конвективную сушку. Интенсивность испарения влаги с поверхности тела определяется величиной коэффициента теплоотдачи в числе Био и режимными параметрами процесса. Установлено, что процессы сушки материалов относятся к малоинтенсивным процессам. На основе элементов теории теплового регулярного режима установлены темп нагревания влажного тела и темп убыли влагосодержания. Рассмотрена задача построения кривых сушки без проведения экспериментов для определения длительности сушки теплоизоляционных материалов на основе приближенных уравнений, что представляет интерес для практики сушки. Построенные кривые сушки дают несовпадение с действительной кривой с погрешностью 4–5 %.