Viktiga materialegenskaper i torkmekaniken

Inom torkningsmekanik är det hårda arbetet hos forskare som studerar torkningsdynamiken oumbärligt. Utan deras obevekliga experimenterande skulle vi inte ha några färdiga processparametrar för torkning eller bakning av produkter med hjälp av kolfibervärmare. Torkdynamik innebär att man studerar uttorkningen av material under torkningsprocessen och dess förhållande till olika styrande faktorer. Dessa faktorer är indelade i två huvudkategorier.

Den första kategorin är egenskaperna hos själva materialen, inklusive strukturella egenskaper, biologiska egenskaper, päronblomsegenskaper och termofysiska egenskaper. Dessa är inneboende faktorer.

Den andra kategorin omfattar uppvärmningsförhållandena, som består av uppvärmningsparametrar och metoder. Värmeparametrarna omfattar strålningstemperatur, värmeeffekt, torr- och våtbulbstemperatur, luftflödets riktning och hastighet. Uppvärmningsmetoderna omfattar konstant och variabel temperaturtillförsel, snabb eller långsam temperaturhöjning, konstant temperaturduration och kylmetoder. Dessa är externa faktorer.

Genom att integrera interna och externa faktorer är målet att förstå hur fukt i olika material diffunderar till ytan och avdunstar därifrån. Detta innebär att man studerar det motstånd som fukten möter när den migrerar eller diffunderar inuti material, och hur dessa motstånd relaterar till materialens struktur och deras förmåga att absorbera extern energi. Detta är en utforskning av värme- och massöverföringsegenskaperna hos våta material. Torkdynamik, baserat på sökandet efter lagar för materialtorkning, fastställer optimerade uppvärmningsscheman och torkcykler. Detta ger en teoretisk grund för att utforma nya processer och eftermontera åldrande utrustning, med målet att både spara energi och säkerställa torkningskvaliteten.

Under torkningsprocessen är egenskaperna hos det material som ska torkas - t.ex. struktur, form, storlek, termisk stabilitet och kemisk stabilitet - avgörande för vilken torkningsteknik som ska användas. Det är framför allt de nya materialegenskaper som uppstår när fukt kombineras med olika typer av material som är de viktigaste faktorerna som påverkar torkningsprocessen. Det sätt på vilket fukt kombineras med fasta material påverkar hur lätt det är att avlägsna fukt från materialen. För att behärska uttorkningsreglerna är det först nödvändigt att studera bindningslägena för vatten med material.

Låt oss titta närmare på hur ämnen i naturen kan klassificeras i tre kategorier baserat på deras interaktion med vatten:

1. Kapillära porösa kroppar, även kända som porösa medier. I dessa material ändras storleken lite eller inte alls med förändringar i vatteninnehållet. De blir dock spröda när fukten minskar och vissa kan förvandlas till pulver, t.ex. koks, träkol, jord, sand, tegel och vissa byggnadsmaterial. Kapillärkrafterna i dessa material är mycket större än deras omslutande krafter, vilket innebär att de ensamma bestämmer den interna fördelningen av fukt. När dessa material är neutrala i förhållande till kapillärkrafterna kallas de för porösa kroppar. I porösa kroppar sker bindningen av material med vatten främst genom kapillärkrafter, vilket är en relativt enkel bindningsmetod där vattenmolekylerna existerar i ett radikalt tillstånd.
2. Kolloider. Dessa material ändrar storlek och volym när deras vatteninnehåll varierar. Det finns två typer av kolloider: de som expanderar oändligt vid vattenabsorption, förlorar sina ursprungliga geometriska dimensioner och så småningom löses upp, så kallade oändligt expanderbara kroppar, som t.ex. gummi arabicum; och de som endast absorberar en viss mängd vatten, expanderar till en viss grad och behåller sin geometriska form, så kallade ändligt expanderbara kroppar, som t.ex. gelatin. I dessa material är mikrokapillärerna mycket små, jämförbara i storlek med materialets molekyler, vilket gör uttorkning till en utmaning.
3. Kapillär Porösa kolloider. Dessa material har egenskaperna hos båda de ovanstående kategorierna, har en kapillär porös struktur med kolloidala egenskaper i sina kapillärväggar eller cellväggar, som är elastiska och kan absorbera vatten för att expandera och dra ihop sig under uttorkning, såsom trä, hud, korn och livsmedel.

GlobalQT specializes in the manufacture of kolfiber värmeelement and other quartz-based products designed to enhance industrial drying processes. For more information on our solutions, please visit our hemsida eller kontakta oss via e-post på contact@globalquartztube.com.