Использование нестационарного энергоподвода для интенсификации процесса сушки плоских материалов

• Автор: Смагин, Виктор Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение Основные Глава I.

1.2.
1.4.
Глава 2.
2.2.
Глава 3.
3.2.

3.3. Глава 4.

стр,
обозначения
Анализ теоретических и эксперирлентальных работ по изучению тепломассопереноса в капиллярнопористых телах при переменных режимах
Переменные режимы
Роль конвективного тепломассообмена при
переменных режимах
Существующие модели и методы аналитического исследования нестационарного тепломассопереноса при сушке
Постановка задач исследования.
Особенности внешнего тепломассообмена при
интенсивных процессах сушки .
Влияние влагосодержания и капиллярной структуры
тела на тепломассообмен .
Вывод критерия интенсивности .
Использование критерия поверхностного влагосодержания для анализа статики, кинетики и динамики
Краевая задача тепломассопереноса в капиллярнопористых телах при нестационарном теплоподводе . . Математическая модель процессов переноса во
влажных капиллярнопористых телах
Краевые условия. .
Коэффициенты внутреннего тепломассопереноса .
Численное решение краевой задачи для пластины . .
Алгоритм численного решения .
4.2. Проверка адекватности математической модели и физических представлений о тепломассопере
носе в капиллярнопористых телах .
4.3. Анализ результатов вычислительного эксперимента . .
4.4. Методология выбора рационального режима конвективнорадиационной сушки с переменной интенсивностью теплоподвода.
Глава 5. Экспериментальное исследование тепломассопереноса при нестационарном энергоподводе
5.1. Конструкция экспериментального стенда
5.2. Экспериментальный образец. Блок измерения влагосоде ржания
5.3. Анализ результатов экспериментов .
Выводы.
Литература


Различные способы энергоподвода (инфракрасные лучи, переменные поля ТВЧ, СВЧ, сушка в акустическом поле) вызывают специфическое воздействие на пространственно-временную эволюцию полей потенциалов внутреннего переноса, структуру материала, связь влаги с сухим скелетом. Однако общим свойством этих режимов является ярковыраженная нестационарность процессов. В опубликованных работах [9, , , ] в основном экспериментальным путем показаны преимущества переменных режимов с точки зрения увеличения интенсивности сушки. Отсутствие четких физических представлений о причинах повышения интенсивности процесса сушки сдерживает возможности прогнозирования теплотехнологических аспектов использования переменных режимов. Очевидность экстенсивной части преимуществ переменных режимов (при кратковременных импульсах энергоподвода, например, можно применять сушильный агент с более высокими начальными температурами, скоростями без опасности ухудшить технологические качества готовой продукции, более высокие плотности лучистых потоков и т. Более полное использование преимуществ переменных режимов требует подробной информации о локальных тепло-технологических характеристиках обрабатываемых материалов. Эмпирические данные или полуэмпирические гипотезы, положенные в основу расчета этих характеристик, усугубляют конструктивные и режимные недостатки создаваемых сушильных установок. Использование последней в САПР сушильных установок обеспечит промыишен-ную реализацию прогрессивных энерго- и материалоэкономичных режимов и установок. Выявление возможностей интенсификации сушки плоских влажных материалов при переменном внешнем тепловом воздействии на примере наиболее сложного конвективно-радиационного способа подвода тепла явилось целью настоящей работы. Глава I. Пути усовершенствования теплотехнологии в различных областях народного хозяйства, в том числе техники сушки, связаны с использованием высокоинтенсивных переменных режимов организации процесса [, ] . С общетеоретических позиций термодинамики необратимых явлений [, 3] преимущества таких режимов заключаются в изменении характера движущих сил, определяющих процэссы переноса как в самом пористом теле, так и вне его. В[6, 7, 1] показано, что скорость протекания того или иного процесса пропорциональна величине начального импульса соответствующей термодинамической силы. Приступая к изучению переменных режимов, необходимо выделить круг основных факторов, которые позволяют воздействовать на энергетические и качественные показатели процесса сушки методами нестационарного внешнего энергоподвода. Переменный режим организации процесса наиболее эффективен в тех способах сушки, в которых энергетические возможности источника теплоты допускают мобильное управление его мощностью. К числу таких способов, прежде всего, относятся конвективная, конвективно-радиационная, импульсно-вакуумная сушка и сушка токами высокой частоты. Исследование процесса импульсно-вакуумной сушки [9] показывает, что динамическое приложение перепада давления сопровождается резкой перестройкой механизма массопереноса в капиллярнопористой среде и приводит к возникновению ударных волн сжатия, сопровождающихся резким импульсным повышением температуры (на 3- К через 7- с после импульса). Термодинамический анализ этих явлений, выполненный в [ю] , показывает, что переменное внешнее воздействие, сопровождающееся флуктуациями теплофизических параметров среды (структуры, плотности, потоков теплоты и массы) имеет наибольший эффект (в 5- раз по интенсивности удаления влаги) при чередовании воздействий тепла и вакуума. Причем, продолжительность импульса Т^имп^^рЕА 5 гДе ХрЕЛ - время термической релаксации. Переменные режимы широко используются при сушке ТВЧ [ , ]. Этот способ наиболее эффективен при сушке толстых материалов, т. Ро , Р