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多孔物质干燥理论

时间:2012-11-24 08:50:01  来源:原创  作者:易度干燥

    在前文《干燥过程中物料的分类》,我们为大家介绍了多孔物料。由于该类物料干燥过程较为复杂,其干燥机理目前国内外还没有研究出。
    多孔物质干燥常见的理论多为假设的推论。较为著名的为孔道网络干燥理论。
    孔道网络干燥理论
    了解孔道网络干燥理论首先介绍该理论中的名词。
    a 孔隙率:孔隙体积与总体积的比值。对于二维多孔介质,孔隙率为多孔介质孔隙面积与总面积之比。
    b 孔隙直径分布:孔径在某一范围的孔隙体积所占总孔隙体积的百分数。
    c 孔隙平均直径:多孔介质内所有孔隙直径的平均值,即孔隙直径分布的数学期望。
    干燥机理分析
    毛细压力在多孔介质内流体流动中起主要作用。侵入流体首先突破毛细压力阈值最小的孔道。假设干燥过程缓慢%干空气流速较小,并忽略水3空气等流体粘度的影响。则可将干燥过程比拟为侵入渗流过程,但两者又不完全相同。侵入渗流过程没有蒸发,而干燥过程存在蒸发现象。在干燥中,液态水逐渐蒸发,水蒸气沿着内部孔道向外扩散。砂床孔隙较大。因此忽略开尔文效应的影响。
    多孔物质干燥过程
    1 干燥过程中,由于存在毛细效应会出现润湿性流体+水分-完全被非润湿性流体(空气)包围的现象,形成若干互不相连的被困润湿性流体区,称为暂时润湿性流体团TC。
    2 除了位于主体润湿性流体区域的喉管孔道外,位于TC中的喉管孔道只要已与非润湿性流体接触就也有被非润湿性流体侵入的可能。
    3 对于每一步,在主体润湿性流体区域和TC的液气交界面上,可计算每一个含有湿分的孔被干燥完毕所需的时间。
    4 在干燥进行的每一步,非润湿性流体首先占据、所需时间最短的孔道。以此最短时间为参考,计算这一步其他处在液气交界面上含湿孔的湿分蒸发量并记录剩余含湿量,为下一步干燥蒸发作准备。
    5 更新孔道网络模型干燥的相分布状态,重复上述步骤。
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上文我们介绍了《流态化现象》,以一个实验为大家介绍流态化这一干燥过程中常见的现象。为了对干燥设备的工作原理了解的更深入,需要对物料在干燥机内的状态有一定的了解。

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