2. ELMÉLETI ALAPOK
2.2 Szárítási sebesség
A száradási sebességet a nedves szilárd anyag időegységenkénti veszteségeként definiálják, pontosabban az állandó szárítási körülmények között működő hőmérséklet-különbség hányadosa (-dX/d that), vagyis a levegő hőmérsékleti, nyomási viszonyai között., a páratartalom és a sebesség állandó állandó.
Analitikai szempontból a szárítási sebességet a szárítási felület egységére vonatkoztatjuk az alábbi egyenlet szerint:
Hol:
S = száraz szilárd anyag tömege;
A = a kitett felület területe;
W = szárítási sebesség;
= páratartalom különbség az idő függvényében.
A szárítási sebességnek két szakasza van:
NAK NEK) Előkritikus időszak vagy állandó száradási sebesség: Ebben az időszakban a szilárd anyag felületét teljesen lefedi egy folyadékréteg, és a párolgás csak a gőz diffúziós sebességétől vagy a hő átjutásának intenzitásától függ a levegő határrétegén keresztül. Ezt a szárítási sebességet adja meg:
Hol:
= tömegszállítási együttható
= nedvesség a felületen
= páratartalom a levegőben
Figyelembe véve a hőátadás intenzitását, ha a hőt kizárólag a páratartalom elpárologtatására használják, a szárítási sebességet az alábbiak adják meg:
Ahol = integrált hőátbocsátási tényező
= a folyadék látens párolgási hője a határfelület hőmérsékletén
i t a levegőn belüli hőmérséklet
B) Kritikus időszak után: Általában ez az időszak két szakaszra osztható: az egyikben a szárítási sebesség lineárisan változik a kritikus pont nedvességtartalmától (az első kritikus periódus után), és egy másik, amelyben ez a lineáris variáció nem teljesül (a második poszt-kritikus) időszak), bár előfordulhat, hogy ez a nettó elválasztás a két szakasz között nem fordul elő. Az első utáni kritikus periódus alatt a száradási sebességet a nedvesített felületi frakción lévő víz párolgása szabályozza; ez a frakció folyamatosan csökken, amíg ezen időszak végén a felület száraz nem lesz. A szárítási sebesség ezen időszak bármelyik pillanatában kiszámítható az adott időszaknak megfelelő kritikus és végsebesség, valamint páratartalom függvényében, az egyenlet szerint:
A második posztkritikus periódus alatt a felület teljesen száraz és a szárítási sebességet értékelni kell, figyelembe véve a szilárd anyag belsejéből a felületbe történő nedvességtranszport folyamatát, amelyet különféle mechanizmusok hajthatnak végre. Ha a szállítási mechanizmust diffúzióval hajtják végre (folyamatos szerkezetű szilárd anyagok, például szappanok, fa, papír stb.), A szárítási sebességet az alábbiak adják meg:
Az X1 és X2 páratartalom közötti száradási idő:
Ahol γ a száraz szilárd anyag fajsúlya, kilogramm/köbméter; z vastagság, méter; D diffúzió, négyzetméter/óra.
Abban az esetben, ha a szállítási mechanizmust kapilláris áramlás vezérli (szemcsés szilárd anyagok, például homok, pigmentek stb. Esetén), az X1 és X2 nedvesség közötti szárítási időt az alábbi egyenlet adja meg:
amellyel feltételezzük, hogy a száradási sebesség lineárisan változik a páratartalommal az egyensúly eléréséig.
Egyenletes kapilláris szerkezetű szilárd anyagok esetén, ha a kapillárisok nem túl kicsiek és a szárítás során a szerkezet nem változik, a párolgási zónák az anyagban a kritikus utáni időszakban egyenletesen redukálódnak, és ezek a zónák a kritikus és a nedves hőmérsékletnek megfelelő hőmérséklet. Bármelyik pillanatban az e száraz réteg vastagsága az X nedvességtartalommal függ össze a
A szilárd anyag felszíne mentén áramló levegő és a párolgási zóna közötti hőátbocsátási együtthatót az alábbiak adják meg:
A szárítási sebesség pedig:
E két egyenlet eredményének kombinálása:
E kifejezés szerint a szárítási idő a következő lesz: