Kľúčové charakteristiky materiálov v mechanike sušenia

Úvod do mechaniky sušenia

V oblasti mechaniky sušenia je nevyhnutná tvrdá práca výskumníkov, ktorí skúmajú dynamiku sušenia. Bez ich neúnavného experimentovania by sme nemali k dispozícii hotové parametre procesov sušenia alebo pečenia výrobkov pomocou ohrievacích prvkov z uhlíkových vlákien. Dynamika sušenia zahŕňa štúdium dehydratácie materiálov počas procesu sušenia a jej vzťah s rôznymi riadiacimi faktormi. Tieto faktory sa delia do dvoch hlavných kategórií.

Vnútorné vlastnosti materiálu

Prvou kategóriou sú vlastnosti samotných materiálov vrátane štrukturálnych vlastností, biologických vlastností, vlastností hrušiek a termofyzikálnych vlastností. Ide o vnútorné faktory.

Podmienky vykurovania

Do druhej kategórie patria podmienky ohrevu, ktoré zahŕňajú parametre a metódy ohrevu. Parametre vykurovania zahŕňajú teplotu sálania, výkon vykurovania, teplotu suchého a mokrého teplomera, smer a rýchlosť prúdenia vzduchu. Metódy ohrevu zahŕňajú konštantnú a premenlivú dodávku teploty, rýchly alebo pomalý nárast teploty, konštantné trvanie teploty a metódy chladenia. Ide o vonkajšie faktory.

Vzájomné pôsobenie vnútorných a vonkajších faktorov

Integráciou vnútorných a vonkajších faktorov je cieľom pochopiť, ako sa vlhkosť v rôznych materiáloch šíri na ich povrch a odtiaľ sa odparuje. To zahŕňa štúdium odporu, na ktorý naráža vlhkosť pri migrácii alebo difúzii vo vnútri materiálov, a ako tieto odpory súvisia so štruktúrou materiálov a ich schopnosťou absorbovať vonkajšiu energiu. Ide o skúmanie vlastností prenosu tepla a hmoty vlhkých materiálov. Dynamika sušenia, založená na hľadaní zákonov sušenia materiálov, stanovuje optimalizované schémy ohrevu a cykly sušenia. To poskytuje teoretický základ pre navrhovanie nových procesov a modernizáciu starnúcich zariadení s cieľom šetriť energiu a zároveň zabezpečiť kvalitu sušenia.

Dôležité faktory v procese sušenia

Počas procesu sušenia sú pri určovaní techniky sušenia rozhodujúce vlastnosti sušeného materiálu, ako napríklad štruktúra, tvar, veľkosť, tepelná stabilita a chemická stabilita. Najmä nové vlastnosti materiálu, ktoré vznikajú kombináciou vlhkosti s rôznymi typmi materiálov, sú najvýznamnejšími faktormi ovplyvňujúcimi proces sušenia. Spôsob kombinácie vlhkosti s pevnými materiálmi ovplyvňuje jednoduchosť odstraňovania vlhkosti z materiálov. Na zvládnutie pravidiel dehydratácie je potrebné najprv preskúmať spôsoby väzby vody s materiálmi.

Klasifikácia prírodných materiálov na základe interakcie s vodou

Poďme sa pozrieť na to, ako možno látky v prírode rozdeliť na základe ich interakcie s vodou do troch kategórií:

  1. Kapilárne porézne telesá, známe aj ako porézne médiá. V týchto materiáloch sa veľkosť pri zmene obsahu vody mení len málo alebo vôbec. S poklesom vlhkosti sa však stávajú krehkými a niektoré sa môžu zmeniť na prášok, ako napríklad koks, drevené uhlie, zemina, piesok, tehly a niektoré stavebné materiály. Kapilárne sily v týchto materiáloch výrazne prevyšujú ich obvodové sily, a preto len ony určujú vnútorné rozloženie vlhkosti. Pri neutrálnom porovnaní s kapilárnymi silami sa tieto materiály označujú ako pórovité telesá. V pórovitých telesách sa väzba materiálov s vodou uskutočňuje predovšetkým prostredníctvom kapilárnych síl, čo je pomerne jednoduchý spôsob väzby, pri ktorom molekuly vody existujú vo voľnom radikálovom stave.
  2. Koloidy. Tieto materiály menia veľkosť a objem podľa obsahu vody. Existujú dva typy koloidov: tie, ktoré sa po absorbovaní vody nekonečne rozpínajú, strácajú svoje pôvodné geometrické rozmery a nakoniec sa rozpustia, známe ako nekonečne rozpínateľné telesá, ako napríklad arabská guma; a tie, ktoré absorbujú len určité množstvo vody, rozpínajú sa do určitej miery a zachovávajú si svoj geometrický tvar, známe ako konečne rozpínateľné telesá, ako napríklad želatína. V týchto materiáloch sú mikrokapiláry veľmi malé, porovnateľné s veľkosťou molekúl materiálov, čo sťažuje dehydratáciu.
  3. Kapilárne porézne koloidy. Tieto materiály majú vlastnosti oboch uvedených kategórií, majú kapilárnu poréznu štruktúru s koloidnými vlastnosťami v kapilárnych stenách alebo bunkových stenách, ktoré sú elastické a môžu absorbovať vodu, aby sa počas dehydratácie rozťahovali a zmršťovali, ako napríklad drevo, koža, obilie a potraviny.

GlobalQT specializes in the manufacture of vykurovacie prvky z uhlíkových vlákien and other quartz-based products designed to enhance industrial drying processes. For more information on our solutions, please visit our webovej stránky alebo nás kontaktujte e-mailom na contact@globalquartztube.com.

Autor

  • Peng, Casper

    Casper Peng je skúsený odborník v odvetví kremenných trubíc. Má viac ako desať rokov skúseností, dôkladne rozumie rôznym aplikáciám kremenných materiálov a má hlboké znalosti v oblasti techník spracovania kremeňa. Casperove odborné znalosti v oblasti navrhovania a výroby kremenných trubíc mu umožňujú poskytovať riešenia na mieru, ktoré spĺňajú jedinečné potreby zákazníkov. Prostredníctvom odborných článkov Caspera Penga sa snažíme poskytovať vám najnovšie správy z odvetvia a najpraktickejšie technické príručky, ktoré vám pomôžu lepšie pochopiť a využívať výrobky z kremenných trubíc.

    Zobraziť všetky príspevky

Pridajte Komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *

sk_SKSlovak
Návrat hore