건조 역학의 주요 재료 특성

건조 역학 분야에서는 건조의 역학을 연구하는 연구원들의 노력이 필수적입니다. 이들의 끊임없는 실험이 없었다면 탄소섬유 히터 요소를 사용하여 제품을 건조하거나 베이킹할 때 바로 사용할 수 있는 공정 파라미터를 개발하지 못했을 것입니다. 건조 동역학은 건조 공정 중 재료의 탈수 및 다양한 관리 요소와의 관계를 연구하는 것을 포함합니다. 이러한 요인은 크게 두 가지 범주로 나뉩니다.

첫 번째 범주는 구조적 특성, 생물학적 특성, 배꽃 특성 및 열물리학적 특성을 포함한 재료 자체의 특성입니다. 이는 본질적인 요소입니다.

두 번째 범주에는 난방 매개변수 및 방법으로 구성된 난방 조건이 포함됩니다. 가열 매개변수에는 복사 가열 온도, 가열 전력, 건구 및 습구 온도, 기류 방향 및 속도가 포함됩니다. 난방 방식에는 정온 및 가변 온도 공급, 급격한 온도 상승 또는 느린 온도 상승, 일정한 온도 지속 시간, 냉각 방식이 포함됩니다. 이는 외부 요인입니다.

내부 및 외부 요인을 통합하여 다양한 재료 내부의 수분이 어떻게 표면으로 확산되고 거기서 증발하는지를 이해하는 것이 목표입니다. 여기에는 수분이 재료 내부로 이동하거나 확산할 때 발생하는 저항과 이러한 저항이 재료의 구조 및 외부 에너지를 흡수하는 능력과 어떻게 관련되는지 연구하는 것이 포함됩니다. 젖은 재료의 열 및 질량 전달 특성을 탐구합니다. 건조 역학은 재료 건조 법칙에 대한 탐색을 바탕으로 최적화된 가열 방식과 건조 주기를 설정합니다. 이는 에너지 절약과 건조 품질 보장을 목표로 새로운 공정을 설계하고 노후화된 장비를 개조하기 위한 이론적 근거를 제공합니다.

건조 과정에서 구조, 모양, 크기, 열 안정성, 화학적 안정성 등 건조되는 재료의 특성은 건조 기술을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 특히 수분이 다른 유형의 재료와 결합하여 생성되는 새로운 재료 특성은 건조 공정에 영향을 미치는 가장 중요한 요소입니다. 수분이 고체 재료와 결합하는 방식은 재료에서 수분을 쉽게 제거할 수 있는지에 영향을 미칩니다. 탈수 규칙을 마스터하려면 먼저 물과 재료의 결합 방식을 연구해야 합니다.

물과의 상호작용에 따라 자연계에 존재하는 물질을 세 가지 범주로 분류할 수 있는 방법을 살펴보겠습니다:

1. 모세관 다공성 바디다공성 미디어라고도 합니다. 이러한 재료는 수분 함량 변화에 따라 크기가 거의 변하지 않거나 전혀 변하지 않습니다. 그러나 수분이 감소하면 부서지기 쉬우며 콜라, 숯, 흙, 모래, 벽돌 및 일부 건축 자재와 같이 가루로 변할 수 있는 물질도 있습니다. 이러한 물질의 모세관력은 원주력을 크게 초과하므로 모세관력만으로 수분의 내부 분포를 결정합니다. 모세관 힘에 비해 중립적인 경우 이러한 물질을 다공성 물질이라고 합니다. 다공성체에서 물질과 물의 결합은 주로 모세관력을 통해 이루어지며, 이는 물 분자가 자유 라디칼 상태로 존재하는 비교적 간단한 결합 방식입니다.
2. 콜로이드. 이러한 물질은 수분 함량이 달라짐에 따라 크기와 부피가 변합니다. 콜로이드에는 아라비아 고무처럼 물을 흡수하면 무한히 팽창하여 원래의 기하학적 크기를 잃고 결국 용해되는 무한 팽창체와 젤라틴처럼 일정량의 물만 흡수하고 어느 정도 팽창하여 기하학적 형태를 유지하는 유한 팽창체라는 두 가지 유형이 있습니다. 이러한 물질에서는 미세 모세혈관이 물질의 분자와 비슷한 크기로 매우 작기 때문에 탈수가 어렵습니다.
3. 모세관 다공성 콜로이드. 나무, 피부, 곡물, 식품 등 모세혈관 벽이나 세포벽에 콜로이드 특성을 가진 모세관 다공성 구조로 탄성이 있고 물을 흡수하여 탈수 시 팽창 및 수축할 수 있는 위의 두 가지 물질의 특성을 모두 가지고 있는 물질입니다.

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