Исследования конвективной сушки тонких и толстых влажных материалов

Рассмотрены закономерности сушки тонких и толстых образцов керамики и пластин глины, установлены значения теплообменного числа Био, а также характер изменения температурного коэффициента сушки для его различных величин. Анализ эксперимента по сушке тонких и толстых материалов показал, что одного числа Био недостаточно для такого деления, поскольку величина числа Био зависит от многих факторов – режима сушки, коэффициента теплоотдачи, вида влажного тела и его коэффициента теплопроводности сухого тела. Самое значительное влияние на величину числа Био оказывает сложная форма зависимости коэффициента теплопроводности влажного тела от влагосодержания и температуры. На основе изучения и анализа многих источников установлены формулы для определения коэффициентов теплопроводности влажных тел. Для комплексной оценки возможного деления материалов на тонкие и толстые изучено влияние группы критериев подобия тепло и массообмена на температурный коэффициент сушки. Предложен возможный метод деления материалов совместно по величине тепло и массообменных чисел Био и критерию Лыкова на четыре группы. Установлены пределы изменения критерия Лыкова в зависимости от величины чисел Био. Представлены расчеты средней температуры в процессе сушки тонких и толстых образцов керамики и пластин глины по формулам и дано сопоставление значений с опытными данными.

1. Лыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. М.: Энергия, 1968. 472 с.

2. Ольшанский, А. И. Исследование процесса конвективной сушки тонких и толстых влажных материалов / А. И. Ольшанский, В. И. Ольшанский // Весцi Нац. акад. навук Беларусi. Сер. фiз.-тэхн. навук. 2012. Т. 57. № 4. С. 78–88.

3. Лыков, А. В. Теория тепло и массопереноса / А. В. Лыков, Ю. А. Михайлов. М.–Л.: Госэнергоиздат, 1963. 535 с.

4. Акулич, П. В. Расчеты сушильных и теплообменных установок / П. В. Акулич. Минск: Беларус. наука, 2010. 443 с.

5. Сажин, Б. С. Научные основы техники сушки / Б. С. Сажин. М.: Наука, 1997. 447 с.

6. Лыков, А. В. Тепло и массообмен в процессах сушки / А. В. Лыков. М.: Госэнергоиздат, 1956. 464 с.

7. Ольшанский, А. И. Исследование сушки тонких материалов с использованием обобщенных комплексных переменных / А. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. 2016. Т. 89, №4. С. 884–894.

8. Рабинович, Г. Д. Новый метод расчета конвективной сушки тонких материалов / Г. Д. Рабинович // Инженерно-физический журнал. 1966. Т. 11, № 2. С. 182–192.

9. Рудобашта, С. П. Массоперенос в системах с твердой фазой / С. П. Рудобашта. М.: Химия, 1980. 248 с.

10. Лыков, А. В. Теоретические основы строительной теплофизики / А. В. Лыков. Минск: Изд-во Академии наук БССР, 1961. 519 с.

11. Лыков, А. В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах / А. В. Лыков. М.: Гостехиздат, 1954. 296 с.

12. Журавлева, В. П. Массоперенос при термообработке и сушке капиллярнопористых строительных материалов / В. П. Журавлева. Минск: Наука и техника, 1972. 189 с.

13. Франчук, А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов /А. У. Франчук. М.: НИИ строительной физики, 1969. 142 с.

14. Блази, В. Строительная физика: справ. проектировщика / В. Блази. М.: Техносфера, 2005. 536 с.

15. Григорьев, И. С. Физические величины: справочник / И. С. Григорьев, Е. З. Мейлихов. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

16. Лыков, А. В. Тепломассообмен: справ. / А. В. Лыков. М.: Энергия, 1972. 552 с.

17. Куц, П. С. Зависимость температурного коэффициента сушки от критериев подобия тепло и массообмена при различных значениях теплообменного числа Био / П. С. Куц, А. И. Ольшанский, Е. Л. Бром // Инженерно-физический журнал. 1977. Т. 33, № 1. С. 836–840.

18. 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.

19. 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

20. Ольшанский, А. И. Исследование кинетики тепловлагообмена при термической обработке и сушке тонких влажных теплоизоляционных материалов / А. И. Ольшанский, А. Н. Голубев // Энергетика. Изв. высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2023. Т. 66, № 1. С. 66–79. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2023-66-1-66-79.

21. 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.

22. 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.

23. Михайлов, Ю. А. Влияние критериев подобия на тепло и массообмен при конвективной сушке / Ю. А. Михайлов // Известия Академии наук Латвийской ССР. 1957. № 6. С. 878–893

24. Мельникова, И. С. Определение некоторых критериев переноса тепла и вещества при испарении из твердых тел / И. С. Мельникова // Тепло и массообмен в процессах испарения: сб. ст. М.: Изд-во АН СССР, 1958. С. 121–126.

25. Ольшанский, А. И. Регулярный тепловой режим и влияние критериев подобия тепломассообмена на процесс конвективной сушки пористой керамики / А. И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. 2016. Т. 89, № 1. С. 37–48.

26. Красников, В. В. Кондуктивная сушка / В. В. Красников. М.: Энергия, 1973. 288 с.

27. Васильев, В. Н. Технология сушки. Основы тепло и массопереноса / В. Н. Васильев, В. Е. Куцакова, С. В. Фролов. Санкт-Петербург: ГИОРД, 2013. 224 с.

28. 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.

29. Лыков, А. В. Теория теплопроводности / А. В. Лыков. М.: Высш. шк., 1967. 600 с.