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干燥設(shè)備干燥過(guò)程原理研究概況
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1 干燥動(dòng)力學(xué)研究概況
一個(gè)實(shí)際干燥過(guò)程的干燥動(dòng)力學(xué)特性，可以用被干燥物料的平均濕含量一時(shí)間與平均溫度一時(shí)間曲線（或干燥速率一平均濕含量曲線）來(lái)表達(dá)。一般的干燥過(guò)程可以分為一個(gè)“常速干燥段”和一個(gè)或兩個(gè)“降速干燥段”。常速干燥段與降速干燥段的分界點(diǎn)稱為：“臨界點(diǎn)”，此時(shí)濕物料的平均濕含量稱為”臨界濕含量”。在常速干燥段，物料寶石在濕球溫度不變，表面蒸發(fā)速率可由水蒸汽通過(guò)環(huán)繞氣膜的擴(kuò)散速率來(lái)確定。由于常速干燥過(guò)程段的機(jī)理明確、計(jì)算方法簡(jiǎn)單，同時(shí)在實(shí)際干燥過(guò)程對(duì)許多物料來(lái)說(shuō)干燥段都短或根本不存在，因此干燥動(dòng)力學(xué)的研究大多集中在降速干燥段。
由于物料的物理、化學(xué)、熱特征性千差萬(wàn)別，濕物料的干燥過(guò)程很難用一個(gè)通用的物理機(jī)智來(lái)描述。R.B.Keey在他所著的《干燥原理與實(shí)踐》一書中對(duì)多孔料中的濕分遷移過(guò)程進(jìn)行了分析.他認(rèn)為在常速干燥段如果物料較初是全濕的話,那么在液體壓力梯度的作用下會(huì)有液相流動(dòng)存在,非結(jié)合濕分以液態(tài)存在于物料表面和大毛細(xì)孔中的液體體積,此時(shí)物料的表面溫度近似為濕球溫度;而塑性物料的體積收縮近似等于蒸發(fā)掉液體的體積.。在降速干燥段初期（也稱一降速干燥段）濕分仍處于飽和蒸汽壓下，濕分的遷移主要是毛細(xì)流動(dòng)。隨著濕含量的繼續(xù)下降，液體在固體的骨架中形成液滴橋，此時(shí)開(kāi)始了蒸汽相液相的同時(shí)遷移過(guò)程；即便在高度民主毛細(xì)系統(tǒng)中，只要存在1攝氏度/mm的溫度梯度，就會(huì)有蒸汽相遷移。此時(shí)的物料溫度回升至濕球溫度以上。通常假設(shè)此階段的濕分遷移為掖相擴(kuò)展。隨著干燥速率的急劇下降，標(biāo)志著第二降速干燥段的開(kāi)始，此時(shí)只有小毛細(xì)孔內(nèi)存在水分。這些水分沿毛細(xì)孔壁或在液體橋間通過(guò)持續(xù)的蒸汽冷凝作用而緩慢遷移，水蒸汽分壓下降。較后，在第三降速干燥段所有的干燥過(guò)程都發(fā)生在物料內(nèi)部，基本上沒(méi)有濕分通過(guò)物料表面的外逸過(guò)程，即濕分量不在降低，達(dá)到所謂的“平衡階段”，此時(shí)物料捏蒸發(fā)的濕分量等于冷凝量，達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。上述對(duì)整個(gè)干燥過(guò)程的描述并不存在于所有的工業(yè)干燥過(guò)程；根據(jù)被干燥物料的特性和對(duì)產(chǎn)品更新?lián)Q代較終濕含量的要求，很多工業(yè)干燥過(guò)程也許不存在常速干燥段和第三降速干燥段乃至第二降速干燥段。
2 多孔介質(zhì)內(nèi)部的濕分遷移機(jī)理研究概況
干燥中多孔固體物料內(nèi)部的濕分遷移過(guò)程涉及掖相流動(dòng)、毛細(xì)流動(dòng)、蒸汽流動(dòng)、掖相擴(kuò)散、蒸汽擴(kuò)散等諸多想象；在特定的干燥過(guò)程中，它們可能單一存在或多種現(xiàn)象并存，因此橫難用一種通用的理論來(lái)描述。根據(jù)側(cè)重點(diǎn)不同，在近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人們提出了很多 描述多孔截止內(nèi)部濕分傳遞的理論，如機(jī)遇濃度梯度的掖相擴(kuò)散理論，基于蒸汽壓梯度的蒸汽擴(kuò)散理論，基于毛細(xì)力的掖相遷移理論，基于壓力差的掖相或蒸汽流動(dòng)理論，主要考慮氣體分子與孔道壁面碰撞作用的Knudson擴(kuò)散理論，考慮重心作用的有液相遷移理論主要應(yīng)用以及與固體吸附擴(kuò)散物質(zhì)的表面理論等。
〔1〕液相擴(kuò)散理論 該理論較早由Lewis提出，并獲得Newan、Sherwood等許多研究者的支持和應(yīng)用。他們認(rèn)為，液相擴(kuò)散理論是固體干燥過(guò)程質(zhì)量傳遞的基本機(jī)理，過(guò)程可用Fick方程描述。由于Fick方程描述質(zhì)量傳遞的主要推動(dòng)力是擴(kuò)散相濃并在預(yù)測(cè)許多固體物質(zhì)干燥過(guò)程時(shí)出現(xiàn)了失效，因而受到許多人的批評(píng)。如Babbit就曾批評(píng)說(shuō)：“固體擴(kuò)展過(guò)程的推動(dòng)力應(yīng)該是壓力而不是濃度，而壓力和濃度之間很少呈線性關(guān)系”。還有人支出該理論的許多不足，如將干燥過(guò)程不同階段的質(zhì)量傳遞機(jī)理都?xì)w結(jié)于掖相遷移而沒(méi)有考慮收縮，在應(yīng)用Fick防塵時(shí)需做等溫?cái)U(kuò)散的假定，等等。
�。�2）毛細(xì)流動(dòng)理論 毛細(xì)流動(dòng)現(xiàn)象是指由于液固兩相分字間的相互吸引力而導(dǎo)致液體通過(guò)固體內(nèi)縫隙的流動(dòng)現(xiàn)象。毛細(xì)流動(dòng)理論較早有礙Buckinghan加以分析。他提出了“毛細(xì)勢(shì)”是不飽和毛細(xì)流動(dòng)推動(dòng)力的概念。他所說(shuō)的毛細(xì)勢(shì)”是只毛細(xì)孔中由于液相表面張力而形成的彎月形界面處汽液兩相的蒸汽壓差。根據(jù)上述概念他給出了計(jì)算水分通量的毛細(xì)流動(dòng)防塵。在干燥中，毛細(xì)流動(dòng)理論主要應(yīng)用于高水分段的干燥過(guò)程，如紡織品、紙張、皮革以及細(xì)末粉、顏料、礦石、以及沙石等。當(dāng)被干燥物質(zhì)的濕含量較低〔低于該物質(zhì)與大氣環(huán)境狀態(tài)下的平衡濕含量〕時(shí)，由于毛細(xì)力的作用以不明顯，毛細(xì)流動(dòng)力論不在用。
（3） 蒸發(fā)一冷凝理論 該理論認(rèn)為多孔介質(zhì)內(nèi)部的濕分遷移完全以蒸汽的狀態(tài)進(jìn)行；干燥過(guò)程固體介質(zhì)內(nèi)部的擴(kuò)散相處于不斷蒸發(fā)和冷凝狀態(tài)。Herry假定固體內(nèi)部的蒸汽量隨蒸汽濃度與溫度呈線性變化，并句據(jù)此導(dǎo)出熱質(zhì)傳遞防塵。Gurr等人通過(guò)對(duì)土壤類不飽和多孔固體的實(shí)驗(yàn)觀察證實(shí)，有溫度梯度所引起的內(nèi)部濕分移動(dòng)不存在液相流；然而當(dāng)存在壓力梯讀時(shí)濕分的遷移就完全以液相的形式進(jìn)行。根據(jù)蒸汽一冷凝理論，多孔截止內(nèi)部濕分遷移的形態(tài)只要取決于是否存在溫度梯度，只有在溫度梯度存在條件下才有濕分以蒸汽形態(tài)傳遞的可能性。為此，Yong建議用Lewis數(shù)大雨60時(shí)可以忽略溫度梯度，不考慮蒸汽傳遞；而當(dāng)Lewis數(shù)小于60時(shí)，則必須考慮蒸汽傳遞的影響。
�。�4） Luikov理論 Luikov綜合了上述各傳遞過(guò)程之機(jī)理，根據(jù)不可逆熱里學(xué)原理與現(xiàn)象邏輯定律，人為驅(qū)動(dòng)力與流量存在一定的線性關(guān)系，并存在總濃度梯度在的液態(tài)擴(kuò)散和溫度梯度下的蒸汽擴(kuò)散。所有這些擴(kuò)散相式均可以通過(guò)類似于Fick定律的方程式加以描述。同時(shí)忽略收縮和變形，并假設(shè)物質(zhì)為均質(zhì)、求解困難，切其意義受到了質(zhì)疑，實(shí)際張沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。
�。�5）蒸汽前沿理論 該理論人為，固體無(wú)聊在干燥過(guò)程其內(nèi)部存在一個(gè)由外向內(nèi)不斷推進(jìn)的蒸發(fā)界面，成為蒸發(fā)前沿。Luikov、Gupta、Mikhaiov以及Cho等人先后對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)移動(dòng)前沿將多孔介質(zhì)分為兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)是蒸汽區(qū)域，另一個(gè)是蒸汽和液體的混合區(qū)域（或單純流體）。針對(duì)一個(gè)半無(wú)限大多孔介質(zhì)（即補(bǔ)考慮后邊界的影響）的干燥過(guò)程導(dǎo)出了此現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型。直接加熱閃蒸干燥器的原理為被加熱的氣體或煙道氣直接與物料接觸而使物料干燥。干燥器內(nèi)放置盛裝被干燥物料的托盤，這些托盤可置于箱內(nèi)預(yù)先焊制的固定架上，也可以放置在托盤小車上，托盤內(nèi)物料傳熱以對(duì)流方式為主。間接加熱閃蒸干燥機(jī)內(nèi)裝有構(gòu)成各種擱架的加熱蒸汽排管，熱量以傳導(dǎo)和熱輻射的形式傳遞給物料，使其水分蒸發(fā)如果允許氣體向上流動(dòng)，病房通過(guò)床層的固體顆粒的速度大于設(shè)定速度的顆粒，顆粒懸浮在氣流中的部分。由此產(chǎn)生的混合物的固體和氣體像液體和固體被稱為流化。每個(gè)單獨(dú)的固體粒子被干燥氣體的結(jié)果使干燥花在很短的時(shí)間內(nèi)。在激烈的混合固體和熱提供了一個(gè)統(tǒng)一的溫度條件之間的先行者，組成和粒度分布�！ 〈稍锏臐耦w粒 噴霧干燥機(jī)是現(xiàn)在較受歡迎之一的干燥設(shè)備，而且還是現(xiàn)在10大干燥設(shè)備之一的干燥設(shè)備，所以使用者非常廣，好評(píng)也特別多，一直被評(píng)為高效、速度快、穩(wěn)定、全面等的干燥設(shè)備，而且還是采用了國(guó)內(nèi)較新技術(shù)之一的干燥設(shè)備，更是國(guó)內(nèi)較接近國(guó)標(biāo)級(jí)之一的干燥設(shè)備。噴霧干燥 硅膠別名硅橡膠，是一種高活性吸附材料是無(wú)定形的物質(zhì)，它的化學(xué)式是可·nH2O，不溶于水和任何溶劑，無(wú)毒、無(wú)味，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，除堿、氫氟酸。各種型號(hào)的硅膠在不同孔隙結(jié)構(gòu)形成不同的制造方法，以硅膠專用沸騰干燥設(shè)備為^。 &e 停用或再生催化，使用流化床反應(yīng)器和解吸化學(xué)成分對(duì)固體表面和微生物的培養(yǎng)。特別適用于粘性物質(zhì)或固體，可以凝聚或綁在一起。床可以改變?yōu)槿我鈹?shù)量的篩徑流細(xì)顆粒75微米，如面粉或玉米淀粉1 / 4“1 / 2”或更大，如小卵石。下游細(xì)顆粒收集或蒸氣回收系統(tǒng)可以很容易地在你的設(shè)計(jì)和規(guī)格
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