energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTU10.21122/1029-7448-2023-66-1-66-79energy-2234Research ArticleТЕПЛОЭНЕРГЕТИКАНEAT POWER ENGINEERINGИсследование кинетики тепловлагообмена при термической обработке и сушке тонких влажных теплоизоляционных материаловInvestigation of the Kinetics of Heat and Moisture Exchange during Heat Treatment and Drying of Thin Wet Thermal Insulation MaterialsОльшанскийА. И.Ol’shanskiiA. I.

Адрес для переписки:Ольшанский Анатолий Иосифович  – Витебский государственный технологический университет,просп. Московский, 72,220035, г. Витебск, Республика БеларусьТел.: +375 212 47-50-26tm@vstu.by

Address for correspondence:Ol’shanskii Anatolii I.  –Vitebsk State Technological University,72, Moskovsky Ave., 220035, Vitebsk, Republic of BelarusTel.: +375 212 47-50-26tm@vstu.by

tm@vstu.byГолубевА. Н.GolubevA. N.

Витебск

Vitebsk

Витебский государственный технологический университетБеларусьVitebsk State Technological UniversityBelarus2023070220236616679Copyright © Ольшанский А.И., Голубев А.Н., 20232023Ольшанский А.И., Голубев А.Н.Ol’shanskii A.I., Golubev A.N.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/2234

Проведено исследование кинетики сушки тонких теплоизоляционных плоских материалов. Представлена аппроксимация кривой скорости сушки различными методами. При определении длительности сушки зональными методами использовалось уравнение скорости сушки с коэффициентом сушки. Изложены способы обработки опытных данных зональными методами А. В. Лыкова, В. В. Красникова и методом Б. С. Сажина. Уравнение, полученное обработкой опытных данных по методу Б. С. Сажина для определения длительности процесса сушки, содержит только величину влагосодержания прогрева материала, знать критическое влагосодержание нет необходимости. Приведены зависимости для вычисления коэффициента сушки зональными методами. По результатам эксперимента представлены формулы для установления длительности тепловой обработки теплоизоляционных материалов. Дана зависимость относительной скорости сушки от относительного влагосодержания. Обработка экспериментальных данных обобщенными комплексными переменными создает условия инвариантности, позволяющие переходить от одних переменных к другим, от одной системы координат к другой, что сокращает число экспериментов. Приведены формулы с комплексными переменными для определения длительности сушки материалов. На основании уравнения кинетики сушки А. В. Лыкова и уравнения Г. К. Филоненко для относительной скорости сушки представлены формулы для нахождения плотности тепловых потоков, интенсивности испарения влаги и температуры для периода падающей скорости сушки. Проанализированы решения экспериментальных уравнений. Установлена погрешность, вызываемая обработкой опытных данных. Представлена проверка достоверности полученных эмпирических уравнений и проведено сопоставление расчетных значений основных параметров кинетики сушки с экспериментом.

. The kinetics of drying of thin heat-insulating flat materials has been studied. The approximation of the drying rate curve by various methods is presented. When determining the duration of drying by zonal methods, the equation of the drying rate with the drying coefficient was used. The techniques of processing experimental data by zonal methods of A.V. Lykov, V. V. Krasnikov and by the method of B. S. Sazhin are described. The equation obtained by processing experimental data using the B. S. Sazhin method to determine the duration of the drying process contains only the amount of moisture content of the heating of the material, there is no need to know the critical moisture content. Dependences for calculating the drying coefficient by zonal methods are given. According to the results of the experiment, formulas for determining the duration of heat treatment of thermal insulation materials are presented. The dependence of the relative drying rate on the relative moisture content is presented as well. The processing of experimental data by generalized complex variables creates invariance conditions that allow moving from one variable to another, from one coordinate system to another, which reduces the number of experiments. Formulas with complex variables for determining the duration of drying of materials are given. Based on the drying kinetics equation by A. V. Lykov and the equation for the relative drying rate by G. K. Filonenko, equations are given for determining the density of heat fluxes, the intensity of moisture evaporation and temperature for the period of decreasing drying rate. Solutions of experimental equations are analyzed. The error caused by the processing of experimental data is established. Verification of the reliability of the empirical equations obtained is presented and comparison of the calculated values of the main parameters of the drying kinetics with the experiment is carried out.

влагосодержаниекоэффициент сушкискорость сушкиинтенсивность сушкисушка теплоизоляционных материаловmoisture contentdrying coefficientdrying speeddrying intensitydrying of thermal insulation materialsReferencesЛыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. М.: Энергия, 1968. 472 с.Lykov A. V. (1968) Theory of Drying. Moscow, Energiya Publ. 472 (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).Акулич, П. В. Расчеты сушильных и теплообменных установок / П. В. Акулич. Минск: Беларус. наука, 2010. 443 с.Akulich P. V. (2010) Calculations of Drying and Heat Exchange Installations. Minsk, Belaruskaya Navuka Publ. 443 (in Russian).Сажин, Б. С. Научные основы техники сушки / Б. С. Сажин. М.: Наука, 1997. 447 с.Sazhin B. S. (1997) Scientific Fundamentals of Drying Techniques. Moscow, Nauka Publ. 447 (in Russian).Рудобашта, С. П. Массоперенос в системах с твердой фазой / С. П. Рудобашта. М.: Химия, 1980. 248 с.Rudobashta S. P. (1980) Mass Transfer in Systems with a Solid Phase. Moscow, Khimiya Publ. 248 (in Russian).Филоненко, Г. К. Сушильные установки / Г. К. Филоненко, П. Д. Лебедев. М. – Л.: Госэнергоиздат, 1952. 263 с.Filonenko G. K., Lebedev P. D. (1952) Dryers. Moscow – Leningrad, Gosenergoizdat Publ. 263 (in Russian).Лыков, А. В. Кинетика теплообмена в процессе сушки влажных материалов / А. В. Лыков, П. С. Куц, А. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. 1972. Т. 23, № 3. С. 401–406.Lykov A. V., Kuts P. S., Olshanskii A. I. (1972) Kinetics of Heat Transfer in the Process of Drying Wet Materials. Journal of Engineering Physics, 23 (3), 1082–1086. https://doi.org/10.1007/bf00832214.Ольшанский, А. И. Кинетика тепловлагообмена и метод расчета длительности конвективной сушки натуральной кожи / А. И. Ольшанский, А. Л. Климентьев // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. фіз.-тэхн. навук. 2020. Т. 65, № 4. С. 464–475. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2020-65-4-464-475.Alshansky A. I., Klimentyev A. L. (2020) Kinetics of Heat and Moisture Exchange and Method for Calculating the Duration of the Convective Drying Process of Natural Leather. Vestsi Natsyyanal’nai Akademii Navuk Belarusi. Seryya Fizika-Technichnych Navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-Technical Series, 65 (4), 464–475. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2020-65-4-464-475 (in Russian).Куц, П. С. Некоторые закономерности тепловлагообмена и приближенные методы расчета кинематики процесса сушки влажных материалов / П. С. Куц, А. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. 1977. Т. 32, № 5. С. 1007–1014.Kutz P. S., Ol’shanskii A. I. (1977) Some Features of Heat and Moisture Transfer and Approximate Methods of Calculating the Drying Kinetics of Moist Materials. Journal of Engineering Physics, 32 (6), 650–656. https://doi.org/10.1007/bf00862568.Ольшанский, А. И. Экспериментальное исследование кинетики сушки тонких плоских влажных материалов методом регулярного режима с использованием обобщенных комплексных переменных / А. И. Ольшанский, А. М. Гусаров // Инженерно-физический журнал. 2017. Т. 90, № 3. С. 700–713.Ol’shanskii A. I., Gusarov A. M. (2017) Experimental Study of the Kinetics of Drying Thin Flat Moist Materials by the Regular-Regime Method Using Generalized Complex Variables. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 90 (3), 665–678. https://doi.org/10.1007/s10891-017-1614-x.Ольшанский, А. И. Регулярный тепловой режим нагревания влажных плоских капиллярно-пористых материалов в процессе сушки / А. И. Ольшанский, В. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. 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 теплообмена в процессе сушки влажных материалов по экспериментальным данным влагообмена с использованием обобщенных комплексных переменных / А. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. 2014. Т. 87, № 4. С. 887–897.Ol’shanskii A. I. (2014) Study of the Heat Transfer in the Process of Drying of Moist Materials from Experimental Data on Moisture Transfer. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 87 (4), 917–928. https://doi.org/10.1007/s10891-014-1089-y.Ольшанский, А. И. Экспериментальные исследования тепловлагообмена в процессе конвективной сушки тонких влажных материалов / А. И. Ольшанский, С. В. Жерносек, А. М. Гусаров // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 6. С. 564–578. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-6-564-578.Ol’shanskii A. I., Zhernosek S. V., Gusarov A. M. (2018) Experimental Studies of Heat and Moisture Exchange in the Process of Convective Drying of Thin Wet Materials. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 61 (6), 564–578. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2018-61-6-564-578 (in Russian).Ольшанский, А. И. Исследование теплообмена в процессе сушки методом регулярного режима / А. И. Ольшанский, В. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. 2012. Т. 85, № 2. С. 385–391.Ol’shanskii A. I., Ol’shanskii V. I. (2012) Investigation of Heat Transfer in the Drying Process by the Method of Regular Regime. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 85 (2), 415–422. https://doi.org/10.1007/s10891-012-0667-0.Ольшанский, А. И. Исследование тепломассообмена в процессах тепловой обработки и сушки теплоизоляционных материалов / А. И. Ольшанский, С. В. Жерносек, А. М. Гусаров // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2022. Т. 65, № 2. С. 156–168. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2022-65-2-156-168.Ol’shanskii A. I., Zhernosek S. V., Gusarov A. M. (2022) Investigation of Heat and Mass Transfer in the Processes of Heat Treatment and Drying of Thermal Insulation Materials. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 65 (2), 156–168. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2022-65-2-156-168 (in Russian).Лыков, А. В. Теория тепло- и массопереноса / А. В. Лыков, Ю. А. Михайлов. М. – Л.: Госэнергоиздат, 1963. 535 с.Lykov A. V., Mikhailov Yu. A. (1963) Theory of Heat and Mass Transfer. Moscow – Leningrad, Gosenergoizdat Publ. 535 (in Russian).

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