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        噴霧干燥機—水分在物料中的運動
        2018/9/17 11:09:01
        物料的噴霧干燥過程實際上是一個熱量和質量的傳遞過程:一方 面’物料從干燥介質吸收熱量,即熱量由外往里進行傳遞,另一方面,物料內的水分由里向外傳遞,  含濕多孔介質降低,達到干燥的目的。陶瓷工業中被干燥固體物料大部分都屬于多孔介質。
        內部熱質傳遞問題廣泛存在于化工、冶金、建筑、食品、地質和水文等領城之中。因此客程介質成為干燥研究的主要內容之一. 20 世紀初,就有人已經開始對固體物質內部的質量傳遞過程進行研究。研究含濕多孔介質內部熱質耦合同時傳遞規律不僅能豐富傳熱傳質理論,深人了解多孔介質的結構及物理和化學性能,而且有廣泛的實用價值,對節約能源、控制產品質量等具有重要的意義。多孔介質內部的復雜性決定了其內部熱質傳遞的復雜性。傳遞過程的物理機制不清晰,且其影響因素繁多,過程觀察困難等諸多原因,迄今為止還沒有一種理論模型能滿意地描述干燥過程中多孔介質內部的濕分傳遞機理。然而,正如De Vries在一篇回顧性文章中指出的那樣,存在兩個方面的原因促使人們對含濕多孔介質內部熱質傳遞規律進行研究:其一,存在著廣泛的應用背景;其二,目前還缺少滿意的理論。
        研究表明,含濕多孔物料在干燥過程中存在著5種可能的濕分遷移機制,它們分別為:

        1、毛細管力(表面張力)引起的液體在毛細管內的流動遷移;

        2、濕分在壓力梯度作用下在多孔介質空隙中的滲流遷移;

        3、由于物料內部溫度梯度而引起的濕分熱擴散遷移;

        4、濕分在毛細通道中蒸發與冷凝所引起的濕分遷移。

        5、濕分(液體和蒸汽)在濃度梯度作用下的擴散遷移;

        液態擴散理論

        噴霧干燥機干燥時固體物料內水分的遷移是以液體濃度梯度為驅動力,以液態擴散形式進行遷移的。他們假設擴散系數為常數或與溫度或濃度線性相關,在物料內部各向同性的基礎上,應用Fick方程進行描述。這種理論認為液體擴散是水分遷移的唯一方式, 這一點廣受質疑。Hougen 等人指出,在某些情況下如果采用可變擴散系數,計算結果會更好。他們還認為:

        ①在物料的平衡水分含量低于大氣飽和點時,擴散方程能用于黏土、淀粉、面粉、織物、紙張和木材的干燥。

        ②對于固液互溶的單相固體系統,擴散方程能用于肥皂等物料的干燥。

        Babbit則認為,物體內擴散的動力不應該是濕分的濃度梯度而是壓力梯度。而且由于吸附和解吸的復雜性,濃度和壓力之間一般也不會是線性關系。擴散理論并未考慮收縮、表面硬化等因素,在應用中除了濃度和溫度,與擴散系數有關的其他因素被忽略。因此它的物理有效性很值得懷疑。然而,并不能否定液態擴散會造成濕分遷移,同時由于它的形式簡單明了、使用方便,迄今仍被許多人應用。

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