Перенос влаги всегда связан с переносом тепла: перенос некоторого объема или отдельных молекул воды и пара, обладающих запасом внутренней энергии, означает и перенос тепла, поэтому процессы влаго- и теплопереноса рассматриваются в их неразрывной связи. Интенсивность переноса влаги и тепла, которая определяет интенсивность и скорость сушки, зависит от разности потенциалов влаго- и теплопереноса. Потенциалы влаго- и теплопереноса находятся в линейной зависимости от температуры и влагосодержания тела и от давления пара, поэтому в расчетах интенсивности и скорости сушки они заменяются градиентами температуры, влагосодержания и давления. Пользоваться понятием градиентов удобнее, так как механизм влаго- и теплопереноса может быть скрыт от исследователя и технолога, а градиенты можно вычислить. Влагосодержание и влажность материалов. Влагосодержа нием тела U (кг/кг) называют отношение массы влаги к массе сухого вещества, содержащегося во влажном теле: (1.30) где mв — масса влаги, кг; mc — масса сухого вещества, кг; mт — масса влажного тела, кг. Локальным влагосодержанием u (кг/кг) называют влагосодержание данной точки (бесконечно малой массы) влажного тела. В технологии сушки влагосодержание материала или полуфабриката выражают в процентах: (1.31) Влагосодержание U (или u) изменяется от 0 до Ґ, W — от 0 до Ґ. Если влага равномерно распределена во всем объеме материала или полуфабриката, то 0,01 W = U = u. В ГОСТах, технических условиях и технологических инструкциях обычно указывается влажность материалов. Влажность материалов jм — это отношение массы влаги, содержащейся во влажном материале, к массе влажного материала, выраженное в процентах : (1.32) Влажность материалов изменяется от 0 до 100%. Влагосодер жание и влажность связаны между собой соотношением (1.33) Потенциалы и разности потенциалов тепло- и влагоперено са. Потенциалом теплопереноса является абсолютная температура данной точки тела Т (К). Интенсивность переноса тепла определяется разностью потенциалов теплопереноса, т.е. разностью температур различных точек тела:DT = T1 _ T2. Потенциал влагопереноса qв (°М) определяется по формуле (1.34) где °М — влагообменный или массообменный градус; b — постоянная; cm — удельная изотермическая влагоемкость, кг/(кгЧ°М), аналогичная понятию удельной теплоемкости. Для абсолютно сухого тела постоянная b и потенциал влагопереноса qв равны нулю: при u = 0 b = 0 и qв = 0. Интенсивность переноса влаги зависит от разности потенциалов влагоперено са Dqв = qв1 - qв2. В случае молярного переноса влаги в макрокапиллярах потенциалом влагопереноса является капиллярный потенциал Y (Дж/кг), а интенсивность влагопереноса зависит от разности капиллярных потенциалов DY = Y1 - Y2. Капиллярный потенциал определяется из уравнения (1.35)
где s — поверхностное натяжение жидкости, Дж/м2; q — краевой угол смачивания, рад; rж — плотность жидкости, кг/м3; R — радиус капилляра, м. Для абсолютно сухого тела при u = 0 Yc = max, при максималь ном влагосодержании Ym = 0. В тонких (Ј10-7 м) пленках адсорбированной в капиллярах жидкости потенциалом молярного переноса является расклинивающее давление рр (Па), а интенсивность влагопереноса зависит от разности расклинивающих давлений Dpp = pp1 - pp2. Расклинивающее давление, обусловленное силами взаимодей ствия молекул жидкости и стенок капилляра, определяется из уравнения (1.36) где А = 5Ч10-7 Дж — постоянная; dп — толщина пленки, м. Потенциалом молекулярного переноса осмотической жидкости через стенки клеток коллоидного тела является осмотическое давление П (Па), а интенсивность влагопереноса зависит от разности осмотических давлений DП = П1 _ П2. Градиенты тепло- и влагопереноса. Температурный градиент gradT (К/м) — это отношение разницы абсолютных температур DT (К) различных участков тела к расстоянию между ними: (1.37) Градиент влагосодержания gradu [кг/(кгЧм)] и градиент давления gradp (Па/м) определяются аналогично: (1.38) (1.39) Градиенты gradT, gradu и gradp являются векторными величинами. Векторы градиентов направлены от участков тела с меньшими температурой, влагосодержанием и давлением к участкам с большими значениями этих параметров.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Основные понятия и определения технологии сушки» з дисципліни «Технологія брошуровочно-палітурних процесів»
