Аннотация

Для разработки рациональных конструкций агрегатов и оптимальных режимов сушки необходимо знать кинетические закономерности процесса и условия его моделирования. Используя два подхода при моделировании, была получена статистическая модель и модель в обобщенных координатах процесса сушки дисперсного материала в кипящем слое. Указаны преимущества и недостатки, а также области применения разработанных моделей. Первая модель разработана с помощью полуэмпирического зонального метода расчета и справедлива для математического описания кинетики процесса сушки исследуемого объекта. Модель является более точной, при этом количество значащих цифр в полученном уравнении обусловлено необходимой точностью аппроксимации экспериментальных данных. Но конечный результат расчета с ее использованием в предельно возможной форме индивидуализирован. Математическая модель в обобщенных координатах разработана для возможности распространения результатов исследований кинетики сушки на подобные материалы с учетом инвариантности критериев и симплексов подобия. Она может быть использована при проектировании рациональных сушильных установок кипящего слоя для перехода от лабораторных масштабов к промышленным с достаточной степенью надежности. В этом случае окончательный переход к данным, относящемся к единичному конкретному процессу, совершается на последней стадии исследования и сводится к подстановке численных значений параметров в критериальное уравнение. Обобщенное уравнение является более рациональной формой представления результатов, чем эмпирические уравнения. Но из-за большой сложности процессов тепломассообмена абсолютно доминирующее значение получают методы, в которых задачи ставятся в конкретно числовой форме. Общность модели по-прежнему остается одной из основных проблем в связи с отсутствием фундаментальных данных. Конструкция, эксплуатация и оптимизация промышленных сушилок требуют всеобъемлющей математической модели, которая синтезирует в себе точность, общность и простоту.

Ключевые слова

Сушильная установка, кипящий слой, кинетика обезвоживания, математическая модель

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Филоненко, Г.К. Кинетика сушильного процесса / Г.К. Филоненко; Иван. энергет. ин-т им. В.И. Ленина. - М. - Л.: Оборониздат, 1939. - 140 с.
2. Рудобашта, С.П. Зональный метод расчета кинетики процесса сушки / С.П. Рудобашта, Э.Н. Очнев, А.Н. Плановский // Теоретические основы хим. технологии. - 1975. - Т. 9, № 2. - С. 185-192.
3. Куц, П.С. Обобщенное уравнение кинетики процесса конвективной сушки влажных материалов / П.С. Куц, В.Я. Шкляр, А.И. Ольшанский // Инженерно-физический журнал. - 1987. - Т. 53. - № 1. - С. 90-96.
4. Данилов, О.Л. Особенности расчета кинетики с помощью обобщенных кривых сушки / О.Л. Данилов, С.И. Коновальцев, Г. Мартымов // Проблемы энергетики теплотехнологии в отраслях АПК, перерабатывающих растительное сырье: тез. докл. Республиканской науч.-техн. конф. - М.: МГАПП, 1994. - С. 31-32.
5. Коновалов, В.И. Расчет кинетики процессов сушки на базе соотношений теплопереноса / В.И. Коновалов. - Тамбов, 1978. - 32 с.
6. Фролов, В.Ф. Моделирование сушки дисперсных материалов / В.Ф. Фролов. - Л.: Химия, 1987. - 207 с.
7. Титова, Л.М. Влияние основных факторов на интенсивность сушки пищевых волокон / Л.М. Титова, А.В. Ревина, Ю.А. Максименко // Вестник АГТУ. - № 6 (41). - 2007. - С. 132-133.
8. Гухман, А.А. Применение теории подобия к исследованию процессов тепло-массообмена / А.А. Гухман. - М.: Высшая школа, 1974. - 328 с.
9. Титова, Л.М. Кинетическая модель в обобщенных координатах процесса сушки пищевых волокон в кипящем слое / Л.М. Титова, И.Ю. Алексанян, Ю.А. Максименко // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. - № 4. - 2009. - С. 72-74.
10. Розен, А.М. Масштабный переход в химической технологии / А.М. Розен. - М.: Химия, 1980. - 23 с.
11. Wei Wang, Guohua Chen, Arun S. Mujumdar. A Model for Drying of Porous Materials: From Generality to Specific Applications // Drying Technology: An International Journal. Special Issue: Selected Papers Presented at the 17th International Drying Symposium (IDS2010), Part 1. - Vol. 29, Issue 13, 2011. - Р. 659-668.
12. Reihaneh Golestani, Ahmadreza Raisi, Abdolreza Aroujalian. Mathematical Modeling on Air Drying of Apples Considering Shrinkage and Variable Diffusion Coefficient // Drying Technology: An International Journal. - Vol. 31, Issue 1, - 2013. - Р. 40-51.
13. Patrick Perré. A Review of Modern Computational and Experimental Tools Relevant to the Field of Drying // Drying Technology: An International Journal. Special Issue: Selected Papers Presented at the 17th International Drying Symposium (IDS2010), Part 1. - Vol. 29, Issue 13. - 2011. - Р. 1529-1541.