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坯體的干燥過(guò)程

發(fā)布:2008-10-22 16:17:10  來(lái)源: 科技在線 [字體: ]

  以對(duì)流干燥過(guò)程為例,坯體的干燥過(guò)程可以分為:傳熱過(guò)程、外擴(kuò)散過(guò)程、內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程三個(gè)同時(shí)進(jìn)行又相互聯(lián)系的過(guò)程。 
   

  傳熱過(guò)程,干燥介質(zhì)的熱量以對(duì)流方式傳給坯體表面,又以傳導(dǎo)方式從表面?zhèn)飨蚺黧w內(nèi)部的過(guò)程。坯體表面的水分得到熱量而汽化,由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。 
   

  外擴(kuò)散過(guò)程:坯體表面產(chǎn)生的水蒸汽,通過(guò)層流底層,在濃度差的作用下,以擴(kuò)散方式,由坯體表面向干燥介質(zhì)中移動(dòng)。 
   

  內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程:由于濕坯體表面水分蒸發(fā)。使其內(nèi)部產(chǎn)生濕度梯度,促使水分由濃度高的內(nèi)層向濃度較低的外層擴(kuò)散,稱濕傳導(dǎo)或濕擴(kuò)散。 
   

  在干燥條件穩(wěn)定的情況下,坯體表面溫度、水分含量、干燥速率與時(shí)間有一定的關(guān)系,根據(jù)它們之間關(guān)系的變化特征,可以將干燥過(guò)程分為:加熱階段、等速干燥階段、降速干燥階段三個(gè)過(guò)程。 
   

  加熱階段,由于干燥介質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)傳給坯體表面的熱量大于表面水分蒸發(fā)所消耗的熱量,因此受熱表面溫度逐漸升高,直至等于干燥介質(zhì)的濕球溫度,此時(shí)表面獲得熱與蒸發(fā)消耗熱達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,溫度不變。此階段坯體水分減少,干燥速率增加。 
   

  等速干燥階段,本階段仍繼續(xù)進(jìn)行非結(jié)合水排出。由于坯體含水分較高,表面蒸發(fā)了多少水量,內(nèi)部就能補(bǔ)充多少水量,即坯體內(nèi)部水分移動(dòng)速度(內(nèi)擴(kuò)散速度)等于表面水分蒸發(fā)速度,亦等于外擴(kuò)散速度,所以表面維持潮濕狀態(tài)。另外,介質(zhì)傳給坯體表面的熱量等干水分汽化所需的熱量,所以坯體表面溫度不變,等于介質(zhì)的濕球溫度。坯體表面的水蒸汽分壓等子表面溫度下飽和水蒸汽分壓,干燥速率穩(wěn)定,故稱等速干燥階段。本階段是排出非結(jié)合水,故坯體會(huì)產(chǎn)生體積收縮,收縮量與水分降低量成直線關(guān)系,若操作不當(dāng),干燥過(guò)快,坯體極容易變形,開裂,造成干燥廢品。等速干燥階段結(jié)束時(shí),物料水分降低到臨界值。此時(shí)盡管物料內(nèi)部仍是非結(jié)合水,但在表面一層內(nèi)開始出現(xiàn)結(jié)合水。 
   

  降速干燥階段,這一階段中,坯體含水量減少,內(nèi)擴(kuò)散速度趕不上表面水分蒸發(fā)速度和外擴(kuò)散速度,表面不再維持潮濕,干燥速率逐漸降低。由于表面水分蒸發(fā)所需熱量減少,物料溫度開始逐漸升高。物料表面水蒸汽分壓小于表面溫度下飽和水蒸汽分壓。此階段是排出結(jié)合水,坯體不產(chǎn)生體積收縮,不會(huì)產(chǎn)生干燥廢品。當(dāng)物料排水分下降等于平衡水分時(shí),干燥速率變?yōu)榱悖稍镞^(guò)程終止,即使延長(zhǎng)干燥時(shí)間,物料水分也不再發(fā)生變化。此時(shí)物料表面溫度等于介質(zhì)的干球溫度,表面水蒸汽分壓等于介質(zhì)的水蒸汽分壓。降速干燥階段的干燥速度,取決于內(nèi)擴(kuò)散速率,故又稱內(nèi)擴(kuò)散控制階段,此時(shí)物料的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸等因素影響著干燥速率。

 

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