energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTU10.21122/1029-7448-2024-67-6-516-529energy-2421Research ArticleТЕПЛОЭНЕРГЕТИКАНEAT POWER ENGINEERINGТемпература в процессе конвективной сушки тонких плоских влажных материаловTemperature During Convective Drying of Thin Flat Wet MaterialsОльшанскийА. И.Ol’shanskiiA. I.

Адрес для переписки:Ольшанский Анатолий Иосифович  – Витебский государственный технологический университет,просп. Московский, 72,220035, г. Витебск, Республика БеларусьТел.: +375 29 112-79-25tm@vstu.by

Address for correspondence:Ol’shanskii Anatolii I.  –Vitebsk State Technological University,72, Moskovsky Ave., 220035, Vitebsk, Republic of Belarus.Tel.: +375 29 112-79-25tm@vstu.by

tm@vstu.byКотовА. А.KotowA. A.

г. Витебск

Vitebsk

КузьменковС. М.KuzmenkovS. M.

г. Витебск

Vitebsk

Витебский государственный технологический университетБеларусьVitebsk State Technological UniversityBelarus202403122024676516529Copyright © Ольшанский А.И., Котов А.А., Кузьменков С.М., 20242024Ольшанский А.И., Котов А.А., Кузьменков С.М.Ol’shanskii A.I., Kotow A.A., Kuzmenkov S.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/2421

Изложены основные закономерности кинетики сушки тонких плоских материалов в период падающей скорости сушки. Приведены метод расчета среднеинтегральной температуры влажного материала на основе относительного температурного коэффициента сушки, обработка опытных данных на основе относительной скорости сушки в процессах сушки керамики, асбеста, шерстяной ткани. Предложена формула для расчета средней температуры. Приводится решение дифференциального уравнения теплопроводности для влажной пластины в процессе сушки в период падающей скорости при краевых условиях, учитывающих условия сушки, а также расчет коэффициента теплоотдачи. На основе изучения многих источников и обработки результатов экспериментов представлены формулы для вычисления коэффициента теплопроводности влажных материалов. Аналитическое решение задачи подтвердило, что при конвективной сушке в малоинтенсивных процессах второго периода сушки изменение температуры с уменьшением влагосодержания с экспоненциальной зависимости плавно переходит в линейную, что полностью согласуется с экспериментом. Представлено сопоставление значений температуры, полученных по экспериментальной формуле, с результатами аналитических решений. Получено достаточно надежное совпадение экспериментальных и расчетных аналитических значений температуры для периода падающей скорости сушки керамики, асбеста, ткани.

. The basic laws of the kinetics of drying thin flat materials during the period of drop in the drying speed are outlined. A method for calculating the average integral temperature of wet material on the basis of the relative temperature coefficient of drying is presented. Experimental data are processed based on the relative drying rate in the drying processes of ceramics, asbestos, and woolen fabric. A formula for calculating the average temperature is proposed. The solution of the differential equation of thermal conductivity for a wet plate during the drying process (namely during the period of drop in the drying speed) under boundary conditions taking into account the conditions of drying is given. The calculation of the heat transfer coefficient is given, too. Based on the study of various sources and processing of experimental results, formulas for calculating the thermal conductivity coefficient of wet materials have been presented. The analytical solution of the problem confirmed that during convective drying in low-intensity processes of the second drying period, the temperature change with a decrease in moisture content turns from an exponential dependence smoothly into a linear one, which is completely consistent with the experiment.  A comparison of the temperature calculation by the experimental formula with the results of analytical solutions has been presented. A sufficiently reliable coincidence of experimental and calculated analytical values of temperature for the period of drop in speed drying of ceramics, asbestos, and fabric is obtained.

влагосодержаниетемпературакоэффициент сушкискорость сушкикоэффициент теплообменатемпература мокрого термометраmoisture contenttemperaturedrying coefficientdrying rateheat transfer coefficientwet bulb temperatureReferencesЛыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. М.: Энергия, 1968. 472 с.Lykov A. V. (1968) Drying Theory. 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: Бел. наука, 2010. 443 с.Akulich P. V. (2010) Calculations of Drying and Heat Exchange Installations. Minsk, Belaruskaya Navuka Publ. 443 (in Russian).Рудобашта, С. П. Массотеплоперенос в системах с твердой фазой / С. П. Рудобашта. М.: Химия, 1980. 248 с.Rudobashta S. P. (1980) Mass-and-Heat Transfer in Solid-Phase Systems. Moscow, Khimiya Publ. 248 (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., Ol'shanskii A. I. (1972) Kinetics of Heat Transfer during the Desiccation of Moist Materials. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 23, 1082–1086. https://doi.org/10.1007/BF00832214.Васильев, В. Н. Технология сушки. Основы тепло- и массопереноса / В. Н. Васильев, В. Е. Куцакова, С. В. Фролов. СПб.: ГИОРД, 2013. 224 с.Vasilyev V. N., Kutsakova V. E., Frolov S. V. (2013) Drying Technology. Basics of Heat and Mass Transfer. Saint-Petersburg, Giord Publ. 224 (in Russian).Ольшанский, А. И. Кинетика теплообмена и экспериментальные методы расчета температуры материала в процессе сушки / А. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. 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, 622–633. https://doi.org/10.1007/s10891-013-0876-1.Куц, П. С. К вопросу приближенной методики расчета кинетики конвективной сушки плоских материалов / П. С. Куц, А. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. 1975. Т. 28, № 4. С. 594–598.Kuts P. S., Ol’shanskii A. I. (1975) Approximate Method of Calculating the Kinetics of Convective Drying of Flat Materials. Journal of Engineering Physics, 28 (4), 419–422. https:// doi.org/10.1007/bf00878212.Ольшанский, А. И. Исследование кинетики тепловлагообмена при термической обработке и сушке тонких влажных теплоизоляционных материалов / А. И. Ольшанский, А. Н. Голубев // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. Объединений СНГ. 2023. Т. 66, № 1. С. 66–79. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-1-66-79.Ol’shanskii A. I., Golubev A. N. (2023) Investigation of the Kinetics of Heat and Moisture Exchange during Heat Treatment and Drying of Thin Wet Thermal Insulation Materials. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 66 (1), 66–79. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-1-66-79 (in Russian).Лыков, А. В. Теоретические основы строительной теплофизики / А. В. Лыков. Минск: Изд. АН БССР, 1961. 519 с.Lykov A. V. (1961) Theoretical Foundations of Construction Thermophysics. Minsk, AN BSSR Publ. 519 (in Russian).Лыков, А. В. Теория сушки капиллярно-пористых коллоидных материалов пищевой промышленности / А. В. Лыков, Л. Я. Ауэрман. М.: Пищепромиздат, 1946. 286 с.Lykov A. V. (1946) Theory of Drying Capillary-Porous Colloidal Materials of the Food Industry. Moscow, Pishchepromizdat Publ. 286 (in Russian).Лыков, А. В. Теория теплопроводности / А. В. Лыков. М.: Высш. шк., 1967. 600 с.Lykov A. V. (1967) Theory of Thermal Conductivity. Moscow, Vysshaya Shkola Publ. 600 (in Russian).Журавлева, В. П. Массотеплоперенос при термообработке и сушке капиллярно-пористых строительных материалов / В. П. Журавлева. Минск: Наука и техника, 1972. 192 с.Zhuravleva V. P. (1972) Mass Transfer in the Course of Heat Treatment and Drying of Capillary-Porous Building Materials. Minsk, Nauka i tekhnika Publ. 192 (in Russian).Ольшанский, А. И. Аналитический расчет температуры в процессе сушки тонких капиллярно-пористых плоских материалов / А. И. Ольшанский, С. В. Жерносек, А. М. Гусаров // Весцi Нац. акад. навук Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук. 2018. Т. 63, № 3. С. 333–341. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2018-63-3-333-341.Ol’shanskii A. I., Zhernosek S. V., Gusarov A. M. (2018) Calculation of the Kinetics of Heat Transfer Using the Experimental Data of Moisture Exchange in the Process of Convective Drying of Thin Flat Materiаls. Vestsi Natsyyanal’nai Akademii Navuk Belarusi. Seryya Fizika-Technichnych Navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. PhysicalTechnical Series, 63 (3), 333–341. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2018-63-3-333-341 (in Russian).Ольшанский, А. И. Температура материала в процессе конвективной сушки тонких материалов в периоде падающей скорости сушки / А. И. Ольшанский, А. М. Гусаров // Инженерно-физический журнал. 2020. Т. 93, № 2. С. 378–383.Ol’shanskii A. I., Gusarov A. M. (2020) Temperature of Material in the Process of Convective Drying of Thin Materials in the Falling Rate Period of Drying. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 93, 364–368. https://doi.org/10.1007/s10891-020-02129-0.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).Франчук, А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов / А. У. Франчук. М.: НИИ строительной физики, 1969. 143 c.Franchuk A. U. (1969) Tables of Thermal Performance of Construction Materials. Moscow, Research Institute of Construction Physics Publ. 143 pр. (in Russian).Блази, В. Строительная физика: справ. проектировщика. М.: Техносфера, 2005. 536 с.Blazi V. (2005) Construction Physics: Designer’s Handbook. Moscow, Tekhnosfera Publ. 536 (in Russian).Физические величины / под ред. И. С. Григорьева, Е. Х. Меймехова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.Grigoriev I. S., Meimekhov E. Kh. (eds.) (1991) Physical Quantities. Moscow, Energoatomizdat Publ. 1232 (in Russian).Колесников, П. А. Теплозащитные свойства одежды / П. А. Колесников. М.: Легкая индустрия, 1965. 337 с.Kolesnikov P. A. (1965) Thermal Protection Properties of Clothing. Moscow, Legkaya Industriya Publ. 337 (in Russian).

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