Caracteristici cheie ale materialelor în mecanica de uscare

În domeniul mecanicii de uscare, munca grea a cercetătorilor care studiază dinamica uscării este indispensabilă. Fără experimentele lor neîncetate, nu am avea parametri de proces gata de utilizare pentru uscarea sau coacerea produselor cu ajutorul elementelor de încălzire din fibre de carbon. Dinamica uscării implică studierea deshidratării materialelor în timpul procesului de uscare și a relației sale cu diverși factori de conducere. Acești factori sunt împărțiți în două categorii principale.

Prima categorie este reprezentată de caracteristicile materialelor în sine, inclusiv caracteristicile structurale, caracteristicile biologice, caracteristicile florii de pară și proprietățile termofizice. Aceștia sunt factori intrinseci.

A doua categorie include condițiile de încălzire, care cuprind parametrii și metodele de încălzire. Parametrii de încălzire includ temperatura de încălzire prin radiație, puterea de încălzire, temperaturile bulbului uscat și umed, direcția și viteza fluxului de aer. Metodele de încălzire cuprind furnizarea de temperatură constantă și variabilă, creșterea rapidă sau lentă a temperaturii, durata constantă a temperaturii și metodele de răcire. Aceștia sunt factori externi.

Prin integrarea factorilor interni și externi, obiectivul este de a înțelege modul în care umiditatea din interiorul diferitelor materiale difuzează la suprafața acestora și se evaporă de acolo. Aceasta implică studierea rezistenței întâmpinate de umiditate pe măsură ce migrează sau difuzează în interiorul materialelor și modul în care aceste rezistențe sunt legate de structura materialelor și de capacitatea acestora de a absorbi energia externă. Aceasta este o explorare a caracteristicilor de transfer de căldură și masă ale materialelor umede. Dinamica uscării, bazată pe căutarea legilor uscării materialelor, stabilește scheme optimizate de încălzire și cicluri de uscare. Aceasta oferă o bază teoretică pentru proiectarea de noi procese și modernizarea echipamentelor vechi, cu scopul de a economisi energie și de a asigura calitatea uscării.

În timpul procesului de uscare, proprietățile materialului care se usucă - cum ar fi structura, forma, dimensiunea, stabilitatea termică și stabilitatea chimică - sunt esențiale în determinarea tehnicii de uscare. În special, noile caracteristici ale materialului produse prin combinarea umidității cu diferite tipuri de materiale sunt cei mai importanți factori care afectează procesul de uscare. Modul în care umiditatea se combină cu materialele solide influențează ușurința eliminării umidității din materiale. Pentru a stăpâni regulile de deshidratare, este mai întâi necesar să se studieze modalitățile de legare a apei cu materialele.

Să analizăm modul în care substanțele din natură pot fi clasificate în funcție de interacțiunea lor cu apa în trei categorii:

1. Corpuri poroase capilare, cunoscute și sub denumirea de medii poroase. În cazul acestor materiale, dimensiunea se modifică puțin sau deloc în funcție de schimbările conținutului de apă. Cu toate acestea, ele devin fragile pe măsură ce umiditatea scade, iar unele se pot transforma în pulbere, cum ar fi cocsul, cărbunele, solul, nisipul, cărămizile și unele materiale de construcție. Forțele capilare din aceste materiale depășesc cu mult forțele lor circumferențiale, astfel că ele singure determină distribuția internă a umidității. Atunci când sunt neutre în comparație cu forțele capilare, aceste materiale sunt denumite corpuri poroase. În corpurile poroase, legarea materialelor cu apa se face în principal prin forțe capilare, care este o metodă de legare relativ simplă în care moleculele de apă există în stare radicală liberă.
2. Coloizi. Aceste materiale își schimbă dimensiunea și volumul în funcție de conținutul de apă. Există două tipuri de coloizi: cei care se extind la infinit la absorbția apei, pierzându-și dimensiunile geometrice inițiale și dizolvându-se în cele din urmă, cunoscuți drept corpuri infinit expandabile, precum guma arabică; și cei care absorb doar o anumită cantitate de apă, se extind într-o anumită măsură și își păstrează forma geometrică, cunoscuți drept corpuri finit expandabile, precum gelatina. În aceste materiale, micro-capilarele sunt foarte mici, comparabile ca dimensiune cu moleculele materialelor, ceea ce face ca deshidratarea să fie o provocare.
3. Coloizi poroși capilari. Aceste materiale posedă caracteristicile ambelor categorii de mai sus, având o structură poroasă capilară cu proprietăți coloidale în pereții lor capilari sau celulari, care sunt elastici și pot absorbi apa pentru a se extinde și contracta în timpul deshidratării, cum ar fi lemnul, pielea, cerealele și alimentele.

GlobalQT specializes in the manufacture of elemente de încălzire din fibră de carbon and other quartz-based products designed to enhance industrial drying processes. For more information on our solutions, please visit our site-ul web sau contactați-ne prin e-mail la contact@globalquartztube.com.