Galvenie materiālu raksturlielumi žāvēšanas mehānikā

Žāvēšanas mehānikas jomā ir neaizstājams pētnieku smags darbs, pētot žāvēšanas dinamiku. Bez viņu nenogurstošiem eksperimentiem mums nebūtu gatavu procesa parametru žāvēšanai vai izstrādājumu cepšanai, izmantojot oglekļa šķiedras sildelementus. Žāvēšanas dinamika ietver materiālu dehidratācijas izpēti žāvēšanas procesa laikā un tās saistību ar dažādiem noteicošajiem faktoriem. Šos faktorus iedala divās galvenajās kategorijās.

Pirmā kategorija ir pašu materiālu īpašības, tostarp strukturālās īpašības, bioloģiskās īpašības, bumbieru ziedu īpašības un termofizikālās īpašības. Tie ir iekšēji faktori.

Otrajā kategorijā ietilpst sildīšanas nosacījumi, kas ietver sildīšanas parametrus un metodes. Sildīšanas parametri ietver sildīšanas radiācijas temperatūru, sildīšanas jaudu, sausā un mitrā termometra temperatūru, gaisa plūsmas virzienu un ātrumu. Sildīšanas metodes ietver konstantas un mainīgas temperatūras padevi, ātru vai lēnu temperatūras paaugstināšanu, konstantas temperatūras ilgumu un dzesēšanas metodes. Tie ir ārējie faktori.

Integrējot iekšējos un ārējos faktorus, mērķis ir izprast, kā mitrums dažādu materiālu iekšienē izplatās uz to virsmas un no tās iztvaiko. Tas ietver pretestības izpēti, ar kādu saskaras mitrums, migrējot vai izplatoties materiālu iekšienē, un kā šī pretestība ir saistīta ar materiālu struktūru un to spēju absorbēt ārējo enerģiju. Tā ir mitru materiālu siltuma un masas pārneses īpašību izpēte. Žāvēšanas dinamika, pamatojoties uz materiālu žāvēšanas likumu meklējumiem, nosaka optimizētas sildīšanas shēmas un žāvēšanas ciklus. Tas nodrošina teorētisko pamatu jaunu procesu projektēšanai un novecojošo iekārtu modernizēšanai, lai gan ietaupītu enerģiju, gan nodrošinātu žāvēšanas kvalitāti.

Žāvēšanas procesā žāvējamā materiāla īpašības, piemēram, struktūra, forma, izmērs, termiskā stabilitāte un ķīmiskā stabilitāte, ir ļoti svarīgas, lai noteiktu žāvēšanas metodi. Īpaši nozīmīgi faktori, kas ietekmē žāvēšanas procesu, ir jaunās materiāla īpašības, kas rodas, kombinējot mitrumu ar dažādiem materiālu veidiem. Veids, kādā mitrums savienojas ar cietiem materiāliem, ietekmē mitruma vieglumu, kas tiek noņemts no materiāliem. Lai apgūtu dehidratācijas noteikumus, vispirms ir jāizpēta ūdens saistīšanās veidi ar materiāliem.

Apskatīsim, kā dabā esošās vielas var iedalīt trīs kategorijās, pamatojoties uz to mijiedarbību ar ūdeni:

1. Kapilārie porainie ķermeņi, ko dēvē arī par porainām vidēm. Šajos materiālos izmērs mainās maz vai nemainās vispār, mainoties ūdens saturam. Tomēr, samazinoties mitrumam, tie kļūst trausli, un daži no tiem var pārvērsties pulverī, piemēram, kokss, kokogles, augsne, smiltis, ķieģeļi un daži celtniecības materiāli. Šajos materiālos kapilārie spēki ievērojami pārsniedz to apļveida spēkus, tāpēc tikai tie nosaka mitruma iekšējo sadalījumu. Neitrāli salīdzinot ar kapilārajiem spēkiem, šos materiālus sauc par porainiem ķermeņiem. Porainos ķermeņos materiālu saistīšana ar ūdeni galvenokārt notiek, izmantojot kapilāros spēkus, kas ir salīdzinoši vienkārša saistīšanas metode, kurā ūdens molekulas atrodas brīvā radikālstāvoklī.
2. Koloīdi. Mainoties ūdens saturam, mainās šo materiālu izmērs un tilpums. Ir divu veidu koloīdi: tādi, kas, uzsūcot ūdeni, bezgalīgi izplešas, zaudē savus sākotnējos ģeometriskos izmērus un galu galā izšķīst, ko sauc par bezgalīgi izplešamiem ķermeņiem, piemēram, arabiskā sveķe; un tādi, kas uzsūc tikai noteiktu ūdens daudzumu, izplešas līdz noteiktam līmenim un saglabā savu ģeometrisko formu, ko sauc par galīgi izplešamiem ķermeņiem, piemēram, želatīns. Šajos materiālos mikrokapilāri ir ļoti mazi, salīdzināmi ar materiālu molekulu lielumu, tāpēc dehidratācija ir sarežģīta.
3. Kapilāri poraini koloīdi. Šiem materiāliem piemīt abu iepriekš minēto kategoriju īpašības, jo tiem ir kapilāri poraina struktūra ar koloidālām īpašībām kapilāru sieniņās vai šūnu sieniņās, kas ir elastīgas un var absorbēt ūdeni, lai paplašinātos un sašaurinātos dehidratācijas laikā, piemēram, koksnei, ādai, graudiem un pārtikas produktiem.

GlobalQT specializes in the manufacture of oglekļa šķiedras sildīšanas elementi and other quartz-based products designed to enhance industrial drying processes. For more information on our solutions, please visit our tīmekļa vietne vai sazinieties ar mums pa e-pastu uz contact@globalquartztube.com.