多孔介质干燥理论与应用并行化工机械网.源泉

分离设备压滤设备2021年03月16日

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湿物质的干燥过程,特别是热力干燥过程其本质就是一个热量和质量的耦合传递过程。一方面,物料从干燥介质吸收热量,即热量由湿物质的外部向其内部进行传递;另一方面,湿物质内部的水分则由内向外传递,直到湿物质的含水量降低至满足工艺要求为止。因此固体物质内部以及周围流体边界层内的热、质传递过程是干燥过程研究中*重要的问题之一。

按照Luikov的划分, 燥的湿固体物质可被分为三类,即:典型的胶体、典型的毛细多孔介质和胶体毛细多孔介质。多孔介质广泛存在于国民经济的各个领域,岩石、矿物、陶瓷、建筑材料、保温材料、催化剂、植物的根茎叶,以及各种农产品、食品等都属于多孔介质的范畴。可以说,多孔介质是工业干燥技术所面对的主要对象。

练起来需要关注的是,固体物质在干燥过程中湿分迁移的理论及其发展历程以及固体物质中湿分传递的主要理论和模型,正在成为干燥技术发展的支撑体系,其中包括传统的连续介质假设模型和为了克服它们在描述细观结构特性上的不足而创立的应用于多孔介质的体积平均理论。此外,十余年来干燥理论研究的趋势,特别是在利用相邻学科的成果应用于揭示固体物质在干燥过程中的湿分迁移过程的各种连续体假设模型的主要观点以及各自的特点,指出了连续介质假设理论存在的不足和缺陷,其中还包括孔道络模型,多尺度方法,以及分形理论在干燥中湿多孔介质内水分迁移过程的应用前景,这些研究对干燥产业的发展至关重要。

相对于连续介质假设的湿分迁移理论而言,孔道络模型方法可以说是干燥理论研究历程中的一次革命。它针对多孔介质的细观结构尺度,力图探究多孔介质微细结构特征与宏观传递现象之间的联系。随着研究的深入,孔道络方法还将发挥更大的作用。多尺度方法在许多领域得到了应用,特别是在解决复杂系统问题上具有其他方法不可比拟的优势。基于对多孔介质形态特征和内部热质传递特性的分析,笔者认为,在多孔介质干燥研究中引入多尺度方法是可行的。干燥的多尺度研究应以尺度的划分以及各尺度上具有代表性的方法为基础,采用尺度综合方法,以多尺度信息融合为*终目的。而孔道络理论与分形理论将是尺度综合的有效方法。分形几何学也是一种已在诸多应用领域取得了很大成就的一种新方法,在多孔介质的干燥研究领域同样也有着很广阔的应用前景。

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