energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTU10.21122/1029-7448-2018-61-6-564-578energy-1411Research ArticleТЕПЛОЭНЕРГЕТИКАНEAT POWER ENGINEERINGЭкспериментальные исследования тепловлагообмена в процессе конвективной сушки тонких влажных материаловExperimental Studies of Heat and Moisture Exchange in the Process of Convective Drying of Thin Wet MaterialsОльшанскийА. И.Ol’shanskiiA. I.

Адрес для переписки: Ольшанский Анатолий Иосифович – Витебский государственный технологический университет, Московский проезд, 72, 210035, г. Витебск. Тел.: +375 212 47-68-05    tiomp@vstu.by

Address for correspondence: Ol’shanskii Anatoliy I. – Vitebsk State Technological University, 72 Moscow passage, 210035, Vitebsk, Republic of Belarus. Tel.: +375 212 47-68-05    tiomp@vstu.by

tiomp@vstu.byЖерносекС. В.ZhernosekS. V.ГусаровА. М.GusarovA. M.Витебский государственный технологический университетБеларусьVitebsk State Technological UniversityBelarus201811122018616564578Copyright © Ольшанский А.И., Жерносек С.В., Гусаров А.М., 20182018Ольшанский А.И., Жерносек С.В., Гусаров А.М.Ol’shanskii A.I., Zhernosek S.V., Gusarov A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://energy.bntu.by/jour/article/view/1411

Изложены новые способы обработки экспериментальных данных обобщенными комплексными переменными, характерными для процесса сушки. Представлены результаты исследования тепловлагообмена при конвективной сушке тонких плоских влажных капиллярно-пористых материалов. Даны экспериментальные уравнения для определения плотностей тепловых потоков, среднеинтегральных температур, длительности сушки, интенсивности испарения влаги во втором периоде сушки. Установлена связь плотностей тепловых потоков в первом и втором периодах с изменением температуры во втором периоде. Найдена зависимость для вычисления температуры в периоде падающей скорости сушки с учетом теплоты на нагревание влажного тела. Показаны уравнения для определения температуры во втором периоде по температурному коэффициенту сушки, скорости нагрева влажного материала и темпу нагрева влажного тела. Дано уравнение для определения длительности сушки по значению темпа убыли влагосодержания материала. Установлено выражение для вычисления интенсивности испарения влаги в первом и втором периодах сушки в зависимости от отношения влагосодержаний в первом периоде и текущего во втором. Определены условия регулярного режима по тепло- и влагообмену для второго периода сушки. Рассмотрены возможность определения темпа нагрева влажного тела по скорости нагрева с использованием графического дифференцирования кривой зависимости температуры от времени во втором периоде сушки, вопросы использования при исследовании процесса сушки методов теории регулярного режима нагрева влажных тел. Приведены формулы для определения темпа нагрева тела и темпа убыли влагосодержания. Представлена проверка точности обработки опытных данных и достоверности полученных экспериментальных уравнений для всех исследуемых материалов. В результате исследований определены основные кинетические характеристики, необходимые для расчета тепловлагообмена в процессе сушки.

New ways of experimental data processing by generalized complex variables that are characteristic of the drying process are presented. The authors presented the results of a study of heat and moisture exchange in the convective drying of thin flat moist capillary-porous materials. As a result of the processing of the experimental data, equations were obtained for determining the densities of heat fluxes, average integral temperatures, drying time and moisture evaporation rate in the second drying period. The relationship between the densities of heat fluxes in the first and second periods and the temperature change in the second period is revealed. The dependence for calculating the temperature of the material in the period of the falling drying rate taking into account the heat that is expended to heat the wet body is presented. The equations for determining the temperature in the second period by the temperature coefficient of drying, the rate of heating of the wet material and the rate of heating of the wet body are presented as well. An equation for determining the drying time by the value of the rate of loss of moisture content of the material is given. A mathematical expression for calculating the intensity of moisture evaporation in the first and second drying periods depending on the ratio of moisture content in the first period and the current in the second moisture content one is set. The conditions of a regular regime for heat and moisture exchange for a second drying period are adduced. The authors consider the possibility of determining the rate of heating of wet material by the heating rate using the graphical differentiation of the temperature function, which is described by the curve, as a function of time in the second drying period. The problems of using the methods of the theory of the regular regime for heating wet bodies during the investigation of the drying process are considered. The formulas for determining the rate of heating of the body and the rate of loss of moisture content are given. The accuracy of the experimental data processing and the reliability of the experimental equations obtained for all the materials under study are verified. As a result of the research, all the basic kinetic characteristics necessary for the calculation of heat and moisture exchange in the drying process have been determined.

average integrated temperaturetemperature a moistened thermometermoisture contentdrying ratiorate of heating the wet bodyrate of decrease in moisture contentBi criterionRebinder numberReferencesЛыков, А. В. Теория теплои массопереноса / А. В. Лыков, Ю. Михайлов. Л.: Госэнергоиздат, 1963. 536 с.Lykov A. V., Mikhailov Y. (1963) Theory of Heatand Mass Transfer. Leningrad, Gosenergoizdat Publ. 536 (in Russian).Лыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. М.: Энергия, 1968. 472 с.Lykov A. V. (1968) Drying Theory. Moscow, Energiya Publ. 472 (in Russian).Акулич, П. В. Расчеты сушильных и теплообменных установок / П. В. Акулич. Минск: Белорусская наука, 2010. 443 c.Akulich P. V. (2010) Calculations of Drying and Heat Exchange Devices. Minsk, Belaruskaya Navuka Publ. 443 (in Russian).Сажин, Б. С. Основы техники сушки / Б. С. Сажин. М.: Химия, 1984. 320 с.Sazhin B. S. (1984) Fundamentals of Drying Technique. Moscow, Khimiya Publ. 320 (in Russian).Красников, В. В. Кондуктивная сушка / В. В. Красников. М.: Энергия, 1973. 288 с.Krasnikov V. V. (1973) Conductive Drying. Moscow, Energiya Publ. 288 (in Russian).Лыков, А. В. Кинетика теплообмена в процессе сушки влажных материалов / А. В. Лыков, П. С. Куц, А. И. Ольшанский // ИФЖ. 1972. Т. 23, № 3. С. 401–406.Lykov A. V., Kuts P. S., Ol’shanskii A. I. (1972) Kinetics of Heat Transfer During the Desiccation of Moist Materials. Journal of Engineering Physics, 23 (3), 1082–1086. https://doi.org/10.1007/bf00832214.Ольшанский, А. И. Кинетика теплообмена и экспериментальные методы расчета температуры материала в процессе сушки / А. И. Ольшанский // ИФЖ. 2013. Т. 86, № 3. С. 584–594.Ol’shanskii A. I. (2013) Heat Transfer Kinetics and Experimental Methods for Calculating the Material Temperature in the Drying Process. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 86 (3), 622–633. https://doi.org/10.1007/s10891-013-0876-1.Лыков, А. В. Теория теплопроводности / А. В. Лыков. М.: Высш. шк., 1967. 600 с.Lykov A. V. (1967) Theory of Heat Conductivity. Moscow, Vysshaya Shkola Publ. 600 (in Russian).Лыков, А. В. Теплои массообмен в процессах сушки / А. В. Лыков. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1956. 488 с.Lykov A. V. (1956) Heat and Mass Transfer in Drying Processes. Moscow – Leningrad, Gosenergoizdat Publ. 488 (in Russian).Ольшанский, А. И. Регулярный тепловой режим нагревания влажных плоских капиллярно-пористых материалов в процессе сушки / А. И. Ольшанский // ИФЖ. 2014. Т. 87, № 6. С. 1308–1318.Ol’shanskii A. I. (2014) Regular Heat Regime of Heating of Moist Capillary-Porous Materials in the Process of their Drying. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 87 (6), 1362–1373. https://doi.org/10.1007/s10891-014-1139-5.Ольшанский, А. И. Исследование процесса сушки текстильных и обувных влажных материалов методом регулярного режима/ А. И. Ольшанский, С. В. Жерносек // Вестник Витебского государственного технологического университета. 2015. № 28. С. 95–102.Ol’shanskii A. I., Zhernosek S. V. (2015) Study of Drying Textile and Footwear Moist Materials by the Regular Regime Method. Vestnik Vitebskogo Gosudarstvennogo Tekhnologicheskogo Universiteta = Vestnik of Vitebsk State Technological University, 28, 95–102 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.