Кинетика сушки. Задачи кинетики сушки. Форма связи влаги с материалом.

Составим уравнение теплового баланса калорифера сушильной установки (см. рис. 6.3)

, откуда . (9.3)

Но , а , поэтому

, с учетом того, что для идеальной сушки I₂ = I₁,

, т.е. мощность калорифера в сушильной установке с рециркуляцией отработанного воздуха равна мощности калорифера в простой сушильной установке.

Рис. 6.3. К уравнению теплового баланса калорифера.

Кинетика сушки. Задачи кинетики сушки. Форма связи влаги с материалом.

Скорость процесса сушки зависит от множества факторов: природы высушиваемого материала и влаги, температуры процесса, скорости движения сушильного агента над поверхностью материала, геометрии материала, конструкции сушильной камеры, а также от формы связи влаги с материалом.

В рамках кинетики сушки решается несколько задач: определение механизма процесса сушки; определение скорости сушки и ее продолжительности. Решение первой задачи позволяет определить оптимальный режим процесса сушки. Решение второй задачи способствует определению размеров сушильного аппарата.

Различают следующие формы связи влаги с материалом:

а) механическая связь – связь твердого вещества с поверхностной влагой в произвольных соотношениях; такая влага, удерживаемая силами механического сцепления, называется поверхностной или свободной, наиболее легко удаляемая;

б) физико-химическая связь – связь обеспеченная осмотическими, капиллярными и сорбционными силами; осмотические силы значимы при высокой влажности материала, перемещение влаги происходит в виде жидкости; капиллярные силы проявляют себя при средней влажности, влага перемещается в виде пара и жидкости; сорбционные силы действенны при низкой влажности материала, перемещение влаги происходит в парообразном состоянии;

в) химическая связь – строго в определенных количественных соотношениях, является наиболее прочной (кристаллогидраты).

Влага, удерживаемая физико-химической и химической связями, носит общее название – связанная влага.

Примечание. Осмос (толчок, давление) – диффузия вещества (обычно растворителя) через полупроницаемую перегородку.

Давление насыщенного пара над вогнутой жидкой поверхностью всегда меньше чем над плоской поверхностью при той же температуре. Чем больше кривизна вогнутого мениска, тем больше понижается давление пара.