Refrigeration Engineering and Technology

ISSN-print: 0453-8307
ISSN-online: 2409-6792
ISO: 26324:2012
Архiви

Математична модель процесу нагрівання і сушіння вологих матеріалів

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

А.М. Павленко
https://orcid.org/0000-0002-8103-2578
Л.П. Шумська
https://orcid.org/0000-0002-8103-2578

Анотація

Вирішення проблеми створення ефективних пористих теплоізоляційних матеріалів і технологій їх виробництва нерозривно пов’язане з науковими дослідженнями в області енергопереносу в пористій структурі на етапах спучування, затвердіння і сушіння за умови забезпечення найбільш низької теплопровідності і густини. Зазначені властивості матеріалів визначаються величиною їх пористості, співвідношенням мікро- та макропористі, властивостями міжпорових матеріалів, що утворюють своєрідний несучий каркас, який у свою чергу визначається технологією виробництва, видом сировинних матеріалів і умовами їх підготовки. Проблема теплової обробки вологих матеріалів містить питання перенесення теплоти і маси всередині тіла (внутрішня задача) і в граничному шарі на межі розділення фаз (зовнішня задача). Кількість видаленої вологи залежить від ступеня розвитку кожного з цих процесів. При нагріванні зменшується вміст вологи на поверхні, і це створює перепад концентрації по перерізу тіла. Тому в тілі виникає потік вологи з глибинних шарів до поверхні, назустріч якому спрямований потік теплоти. Таким чином, при нагріванні вологих матеріалів відбуваються складні процеси волого- і теплообміну, котрі взаємно впливають на ентальпію і вологовміст як матеріалу, що нагрівається, так і навколишнього середовища. У статті розглядаються особливості побудови математичної моделі процесу нагрівання і сушіння вологих матеріалів. Процес сушіння розглядається як тепловий процес з ефективними коефіцієнтами теплоперенесення, що враховують масоперенесення. Це дозволяє отримати зручні для інженерних розрахунків аналітичні залежності, за допомогою яких можна визначити температурне поле і оцінити кінетику сушіння вологих матеріалів

Ключові слова:
Теплоізоляційні вироби, Математичне моделювання, Термообробка, Теплопровідність, Тепловологісні процеси

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Павленко, А., & Шумська, Л. (2020). Математична модель процесу нагрівання і сушіння вологих матеріалів. Refrigeration Engineering and Technology, 56(1-2), 19-26. https://doi.org/10.15673/ret.v56i1-2.1825
Розділ
ТЕРМОДИНАМІЧНИЙ АНАЛІЗ ТА МОДЕЛЮВАННЯ

Посилання

1. Pavlenko, A. M. (2018) Dispersed phase breakup in boiling of emulsion. Heat Transfer Research, 49, 7, 633-641. DOI: 10.1615/HeatTransRes. 2018020630.
2. Pavlenko, A. (2020) Energy conversion in heat and mass transfer processes in boiling emulsions. Thermal Science and Engineering Progress, 15, 1 March, 100439.
3. Nait-Ali, B., Oummadi, S., Portuguez, E., Al-zina, A., Smith, D. S. (2017) Thermal conductivity of ceramic green bodies during drying. Journal of the Euroropean Ceramic Society, 37, 4, 1839-1846.
4. Yi, Dong, John, S. McCartney, Ning, Lu. (2015) Critical Review of Thermal Conductivity Models for Unsaturated Soils. Geotechnical and Geological Engineering, 33, 207-221.
5. Maroulis, Z. B., Krokida, M. K., Rahman, M. S. (2002) A structural generic model to predict the effective thermal conductivity of fruits and vegetables during drying. Journal of Food Engineering, 52, 1, 47-52.
6. Nuijten, Anne D. W., Hoyland, Knut V. (2017) Modelling the thermal conductivity of a melting snow layer on a heated pavement. Cold Regions Science and Technology, 140, 20-29.
7. Tarnawski, V. R., Leong, W. H., Gori, F., Buchan, G. D., Sundberg, J. (2002) Interparticle contact heat transfer in soil systems at moderate temperatures. International Journal of Energy Research, 26, 1345–1358.
8. Cherki, A.-B., Remy, B., Khabbazi, A., Jannot, Y., Baillis, D. (2014) Experimental thermal properties characterization of insulating cork-gypsum composite. Construction and Building Materials, 54, 202-209.
9. Lykov, A. V. (1968) Theory of drying. Moscow: Energiya, 472.
10. Reprintseva, S. M., Fedorovich, N. V. (1966) Radiant heat exchange of dispersed free-fall materials. Moscow: Nauka, 198.