Materjalide peamised omadused kuivamismehaanikas

Kuivatusmehaanika valdkonnas on kuivamise dünaamikat uurivate teadlaste raske töö hädavajalik. Ilma nende järeleandmatu eksperimenteerimiseta ei oleks meil valmis protsessiparameetrid toodete kuivatamiseks või küpsetamiseks süsinikkiust küttekehade abil. Kuivatusdünaamika hõlmab materjalide dehüdratsiooni uurimist kuivatusprotsessi ajal ja selle seost erinevate valitsevate teguritega. Need tegurid jagunevad kahte põhikategooriasse.

Esimene kategooria on materjalide endi omadused, sealhulgas struktuurilised omadused, bioloogilised omadused, pirnilille omadused ja termofüüsikalised omadused. Need on olemuslikud tegurid.

Teine kategooria hõlmab kuumutustingimusi, mis hõlmavad kuumutusparameetreid ja -meetodeid. Kütteparameetrid hõlmavad kiirguskütte temperatuuri, küttevõimsust, kuiva ja märja õhutemperatuuri, õhuvoolu suunda ja kiirust. Küttemeetodid hõlmavad konstantset ja muutuvat temperatuuri, kiiret või aeglast temperatuuri tõusu, konstantset temperatuuri kestust ja jahutusmeetodeid. Need on välised tegurid.

Sisemiste ja väliste tegurite integreerimise abil püütakse mõista, kuidas niiskus erinevate materjalide sees nende pinnale difundeerub ja sealt aurustub. See tähendab, et uuritakse vastupanu, millega niiskus puutub kokku, kui see rändab või difundeerub materjalide sees, ning kuidas need vastupanud on seotud materjalide struktuuri ja nende võimega absorbeerida välise energia. See on niiskete materjalide soojus- ja massiülekande omaduste uurimine. Kuivatusdünaamika, mis põhineb materjalide kuivamisseaduste otsimisel, kehtestab optimeeritud kuumutusskeemid ja kuivatustsüklid. See annab teoreetilise aluse uute protsesside kavandamiseks ja vananevate seadmete moderniseerimiseks, eesmärgiga nii energiat säästa kui ka kuivatamise kvaliteeti tagada.

Kuivatusprotsessi ajal on kuivatatava materjali omadused - nagu struktuur, kuju, suurus, termiline stabiilsus ja keemiline stabiilsus - kuivatustehnika kindlaksmääramisel otsustava tähtsusega. Eelkõige on kuivatusprotsessi kõige olulisemad tegurid uued materjaliomadused, mis tekivad niiskuse ja eri tüüpi materjalide kombineerimisel. See, kuidas niiskus tahkete materjalidega ühineb, mõjutab niiskuse eemaldamise lihtsust materjalidest. Kuivatamisreeglite omandamiseks on kõigepealt vaja uurida vee ja materjalide sidumisviise.

Uurime, kuidas looduses esinevaid aineid saab liigitada nende koostoime põhjal veega kolme kategooriasse:

1. Kapillaarsed poorsed kehad, mida nimetatakse ka poorseks meediumiks. Nende materjalide suurus muutub veesisalduse muutumisel vähe või üldse mitte. Niiskuse vähenemisel muutuvad nad siiski hapraks ja mõned neist võivad muutuda pulbriks, näiteks koks, süsi, muld, liiv, tellis ja mõned ehitusmaterjalid. Kapillaarjõud nendes materjalides ületavad tunduvalt nende ümbermõõdulist jõudu, mistõttu ainult need määravad niiskuse sisemise jaotumise. Kapillaarjõududega võrreldes neutraalseid materjale nimetatakse poorseteks kehadeks. Poorsetes kehades toimub materjalide sidumine veega peamiselt kapillaarjõudude kaudu, mis on suhteliselt lihtne sidumisviis, kus veemolekulid eksisteerivad vabas radikaalses olekus.
2. Kolloidid. Nende materjalide suurus ja maht muutuvad, kui nende veesisaldus muutub. On olemas kahte tüüpi kolloidid: need, mis vee imendumisel laienevad lõpmatult, kaotavad oma algsed geomeetrilised mõõtmed ja lõpuks lahustuvad, mida nimetatakse lõpmatult paisuvateks kehadeks, nagu näiteks kummiaraabik; ja need, mis imavad ainult teatud koguse vett, paisuvad teatud määral ja säilitavad oma geomeetrilise kuju, mida nimetatakse lõplikult paisuvateks kehadeks, nagu näiteks želatiin. Nendes materjalides on mikrokapillaarid väga väikesed, võrreldava suurusega materjalide molekulide suurusega, mis muudab dehüdratsiooni keeruliseks.
3. Kapillaarpoorsed kolloidid. Need materjalid omavad mõlema eespool nimetatud kategooria omadusi, omades kapillaarpoorset struktuuri, mille kapillaarseinad või rakuseinad on kolloidsete omadustega, mis on elastsed ja võivad vett imada, et laieneda ja tõmbuda kokku kuivamise ajal, nagu puit, nahk, terad ja toiduained.

GlobalQT specializes in the manufacture of süsinikkiust kütteelemendid and other quartz-based products designed to enhance industrial drying processes. For more information on our solutions, please visit our veebisait või võtke meiega ühendust e-posti teel aadressil contact@globalquartztube.com.