滾筒烘干機運行的物理過程
材料的滾筒烘干機的干燥過程可通過滾筒烘干機的干燥試驗來確定。設置在恒定的滾筒烘干機干燥條件下,即滾筒烘干機干燥介質的溫度、濕度、流量和與材料的接觸方式在整個滾筒烘干機干燥過程中保持不變,觀察滾筒烘干機干燥過程中材料水分、溫度和滾筒烘干機干燥速率的變化。如果在測試過程中使用大量的熱空氣在一定的溫度、濕度和流量來干燥少量的濕材料,基本上可以接近恒定的滾筒烘干機干燥條件。
從滾筒烘干機干燥過程中材料的變化(材料中的水和滾筒烘干機的干燥速度隨時間的變化)的試驗中,滾筒烘干機的干燥速度曲線可分為以下階段。
1、預熱階段。
當材料與熱空氣(滾筒烘干機干燥介質)接觸時。熱空氣將熱量傳遞到材料表面。此時,由于單位時間傳遞到材料表面的熱量遠遠大于表面水分蒸發所需的熱量,材料表面溫度迅速上升,達到熱空氣的濕球溫度),熱空氣傳遞到材料表面的熱量等于材料表面水分蒸發所需的熱量。達到一個平衡的狀態。在預熱階段,材料中的水正在減少。表面溫度正在上升。滾筒烘干機的干燥率正在上升。預熱階段很短,沒有多少水。
2、滾筒烘干機等速干燥階段。
在滾筒烘干機的干燥釋放中,滾筒烘干機的干燥速率保持不變的干燥運行階段稱為等速滾筒烘干機的干燥階段。在等速滾筒烘干機的干燥階段,由于材料含水量大,材料內部的水容易擴散到表面,材料內部水分向表面的遷移速率能夠適應材料表面水分的蒸發速率,使材料表面濕潤,此時傳熱速率和水蒸發速率保持不變。
3、滾筒烘干機減速干燥階段。
物料含水量降至臨界水分后,隨著含水量的降低,物料滾筒烘干機的干燥率降低。滾筒烘干機的干燥率隨著含水量的降低而降低,表明材料內部水向表面的蒸發速率低于材料表面的蒸發速率,特別是材料表面的突出部分會干燥,單位時間區域的水蒸發減少。因此,表面水蒸發所需的熱量減少,材料表面溫度逐漸升高,滾筒烘干機的干燥速率降低。
隨著滾筒烘干機的干燥過程,滾筒烘干機的干燥區域逐漸擴大,直到表面完全干燥,水的蒸發表面向內移動,水蒸發到材料內部的水蒸汽,然后向表面逃逸。由于材料中的水越來越少,材料中的水遷移率繼續降低,水的蒸發表面繼續向內移動,直到材料中的水達到平衡水,在滾筒烘干機干燥階段。材料表面溫度逐漸升高,材料中的水逐漸降低,但下降速率逐漸降低;滾筒烘干機的干燥速率逐漸降低,后期降速較快。