Основные характеристики материалов для механики сушки

В области механики сушки без напряженной работы исследователей, изучающих динамику сушки, не обойтись. Без их неустанных экспериментов у нас не было бы готовых параметров процесса сушки или выпечки продуктов с использованием углеволоконных нагревательных элементов. Динамика сушки включает в себя изучение процесса обезвоживания материалов во время сушки и его взаимосвязи с различными управляющими факторами. Эти факторы делятся на две основные категории.

Первая категория - это характеристики самих материалов, включая структурные особенности, биологические характеристики, характеристики цветка груши и теплофизические свойства. Это внутренние факторы.

Вторая категория включает в себя условия нагрева, которые включают в себя параметры и методы нагрева. Параметры нагрева включают температуру радиационного нагрева, мощность нагрева, температуру сухого и влажного термометра, направление и скорость воздушного потока. Методы нагрева включают в себя подачу постоянной и переменной температуры, быстрое или медленное повышение температуры, постоянную продолжительность температуры и методы охлаждения. Это внешние факторы.

Интегрируя внутренние и внешние факторы, мы хотим понять, как влага внутри различных материалов диффундирует к их поверхности и испаряется с нее. Для этого необходимо изучить сопротивление, с которым сталкивается влага при миграции или диффузии внутри материалов, и то, как это сопротивление связано со структурой материалов и их способностью поглощать внешнюю энергию. Это исследование характеристик тепло- и массопереноса влажных материалов. Динамика сушки, основанная на поиске законов сушки материалов, позволяет установить оптимизированные схемы нагрева и циклы сушки. Это дает теоретическую основу для проектирования новых процессов и модернизации устаревшего оборудования с целью экономии энергии и обеспечения качества сушки.

В процессе сушки свойства высушиваемого материала, такие как структура, форма, размер, термическая и химическая стабильность, имеют решающее значение для определения технологии сушки. В частности, наиболее значимыми факторами, влияющими на процесс сушки, являются новые характеристики материала, возникающие в результате сочетания влаги с различными типами материалов. То, как влага сочетается с твердыми материалами, влияет на легкость удаления влаги из материалов. Чтобы освоить правила обезвоживания, необходимо прежде всего изучить режимы связывания воды с материалами.

Давайте разберемся, как можно классифицировать вещества в природе, основываясь на их взаимодействии с водой, на три категории:

1. Капиллярные пористые телаТакже известны как пористые среды. Размер этих материалов меняется незначительно или вообще не меняется при изменении содержания воды. Однако при уменьшении влажности они становятся хрупкими, а некоторые из них могут превращаться в порошок, например кокс, древесный уголь, почва, песок, кирпич и некоторые строительные материалы. Капиллярные силы в этих материалах значительно превышают окружные силы, поэтому только они определяют внутреннее распределение влаги. При нейтральном отношении к капиллярным силам эти материалы называют пористыми телами. В пористых телах связывание материалов с водой происходит в основном за счет капиллярных сил, что является относительно простым способом связывания, при котором молекулы воды существуют в свободно-радикальном состоянии.
2. Коллоиды. Эти материалы изменяют свой размер и объем при изменении содержания воды. Существует два типа коллоидов: те, которые бесконечно расширяются при поглощении воды, теряют свои первоначальные геометрические размеры и в конце концов растворяются, известные как бесконечно расширяемые тела, например камедь арабик; и те, которые поглощают только определенное количество воды, расширяются до определенной степени и сохраняют свою геометрическую форму, известные как бесконечно расширяемые тела, например желатин. В этих материалах микрокапилляры очень малы, сравнимы по размеру с молекулами материала, что затрудняет обезвоживание.
3. Капиллярно-пористые коллоиды. Эти материалы обладают характеристиками обеих вышеперечисленных категорий, имея капиллярно-пористую структуру с коллоидными свойствами в стенках капилляров или клеточных стенках, которые являются эластичными и могут поглощать воду, расширяясь и сжимаясь при обезвоживании, например, дерево, кожа, зерно и продукты питания.

GlobalQT specializes in the manufacture of нагревательные элементы из углеродного волокна and other quartz-based products designed to enhance industrial drying processes. For more information on our solutions, please visit our Веб-сайт или свяжитесь с нами по электронной почте по адресу contact@globalquartztube.com.