Тепло- и массоперенос при адсорбционно-контактной сушке керамических материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, кандидат наук Аль Сарраджи Салах Хусейн Мела

• Аль Сарраджи Салах Хусейн Мела
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Аль Сарраджи Салах Хусейн Мела

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС В ПРОЦЕССАХ СУШКИ

1.1. Метод адсорбционно-контактной сушки

1.2. Структурные свойства глинистых систем

1.3. Экспериментальные и теоретические исследования 21 процессов тепломассопереноса при адсорбционно-контактной сушке ненасыщенных капиллярно-пористых материалов

1.4. Математическое моделирование тепло- и массопереноса в 25 процессах сушки капиллярно-пористых тел

1.4.1. Тепло- и массоперенос в процессах сушки 25 строительной керамики

1.4.2. Тепло- и массоперенос в процессах сушки 31 различных капиллярно-пористых материалов

1.4.3. Сорбционные свойства капиллярно-пористых 36 материалов и кинетические коэффициенты массопереноса

Выводы по 1 главе

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛО- И 42 МАССОПЕРЕНОСА ПРИ АДСОРБЦИОННО-КОНТАКТНОЙ СУШКЕ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ В РАМКАХ

МЕХАНИКИ МНОГОФАЗНЫХ СИСТЕМ

2.1. Основные гипотезы

2.2. Уравнения переноса и состояния газообразной фазы

2.3. Уравнения переноса и состояния жидкой фазы

2.4. Уравнение теплопереноса твердой фазы

2.5. Уравнения сохранения на межфазных поверхностях

2.6. Краевые условия на внешних границах

2.7. Начальные условия

3

53

54

56

2.8. Предварительные оценки интенсивности контактного 57 массообмена

3. ДИФФУЗИОННО-ФИЛЬТРАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛО- 61 И МАССОПЕРЕНОСА ПРИ АДСОРБЦИОННО-КОНТАКТНОЙ СУШКЕ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

3.1. Диффузионно-фильтрационная модель тепловлагопереноса 61 A.B. Лыкова

3.2. Основные предположения

3.3 Математическая модель тепло- и массопереноса при сушке 64 адсорбционно-контактным методом в одномерном приближении

3.4 Температурно-влажностное состояние парогазовой смеси в 68 негерметичной камере (под влагоизолирующим колпаком)

3.5. Безразмерная форма начально-краевой задачи

Выводы по 3 главе

4. КИНЕТИЧЕСКИЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ МАССОПЕРЕНОСА 79 КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

4.1. Постановка задачи об увлажнении материала в 79 изотермических условиях

4.2. Аппроксимация политермы сорбции для цементного камня, 81 глиняного сырца и пеношамотного легковеса

4.3. Динамика полей влагосодержания в цементном камне при 83 сорбционном увлажнении для различных значений температуры и относительной влажности воздуха

Выводы по 2 главе

59

4.4. Математическое моделирование изотермического 89 массопереноса в керамических материалах

5. ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ 97 ТЕПЛО И МАССОПЕРЕНОСА В ПРОЦЕССАХ СУШКИ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

5.1. Численная реализация нестационарной сопряженной задачи 97 тепло- и массопереноса при адсорбционно-контактной сушке

5.2. Теплофизические параметры жидкой, газообразной и 109 твердой фаз

5.3 Результаты вычислительного эксперимента адсорбционно- 110 контактной сушки керамического кирпича на подложке из цементного камня

Выводы по 5 главе

Выводы по 4 главе

95

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

129

134

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ПРИЛОЖЕНИЕ

149

151

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

ат - коэффициент влагопроводности, м /с;

а — коэффициент температуропроводности, м/с; а = —;

ср

В - индивидуальная газовая постоянная, Дж/(кгК); с - теплоемкость, Дж/(кг'К); £) - коэффициент бинарной диффузии, м /с; / - энтальпия, Дж/кг;

] -поток массы пара, обусловленный фазовыми переходами, отнесенный к единице времени и единице площади, кг/(м с); Н= На+Н<1 - координата верхней границы донора, м; На - высота акцептора, м; На - высота донора, м;

Щз - коэффициент проницаемости ^ой фазы при полном насыщении пористой системы, м ;

Ь - удельная теплота фазовых переходов, Дж/кг\

I — длина, м;

М— масса, кг;

т — массовый расход, кг/с;

п — внешняя нормаль к поверхности;

р — давление, Па;

Я — универсальная газовая постоянная, Дж/(моль К);

- удельная поверхность раздела фаз / и у, мЛ; Б - площадь поверхности, м2; Т— температура, К; t - время, с;

q -тепловой поток, Дж/с;

л

V- объем, м ; V - скорость, м/с;

V - объем моля воды, мъ!молъ\ и — влагосодержание, кг/кг;

■и? - диффузионная скорость, м/с; х,у, г- декартовы координаты, м; а - объемное содержание фазы;

аТл - коэффициент теплоотдачи от акцептора к сушильному агенту, Вт/(м2К)\

аТг> - коэффициент теплоотдачи от донора к газообразной фазе под влагонепроницаемым колпаком, Вт/(м К);

ак,ал,а° - коэффициент теплоотдачи от паровоздушной среды под колпаком

к сушильному агенту, акцептору и донору соответственно, Вт/(м К); ¡1 - вязкость, Па'с\ с - критерий фазовых переходов; к - коэффициент аккомодации; К1, к2 - коэффициенты; % - концентрация пара;

X -коэффициент теплопроводности, Вт/(мК); 0 - насыщенность; р- плотность, кг/м ;

- относительная фазовая проницаемость; Ф - относительная влажность воздуха.

Нижние индексы: 1,2,3 - газообразная, жидкая и твердая фазы; с - сушильный агент; g -газовая компонента;

к - паровоздушная среда под влагоизолирующм колпаком;

V -пар;

sat - состояние насыщения;

Г - принадлежность к внешним границам образца;

О -начальное значение;

хар - характерное значение параметра;

atm — атмосферное.

Верхние индексы:

° - истинное значение физической величины;

* - безразмерное значение;

А - акцептор;

D - донор.

Безразмерные комплексы

I2 I2 I2

Рет=-^-9 Pem= шр ,PeD= хар

-т--- ?

I хар^ хар

'харатХар

txapD

числа Пекле: тепловое,

массообменное и диффузионное; L

Ки = -

Т с

хар хар

- число Кутателадзе;

Lu

Ко =-—— число Коссовича;

с Т

хар* хар

' V2

хар

Rew Jj^ElSL . ЧИСЛо Рейнольдса;

Mm

g

Da;3 = - число Дарси;

^ хар

RT

К12 = хар - число Кельвина;

VPxap

all

Nu = хар - числа Нуссельта; i= D, А, к;

Лхар

В.ГА = аТА1хар

ЯА

BfD = аТ°1хар

числа

Био.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Тепло- и массоперенос при адсорбционно-контактной сушке керамических материалов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы.

Для сушки термолабильных материалов используются мягкие режимы с целью предотвращения растрескивания готовых изделий вследствие неравномерной усадки. Выбор энергоэффективных режимов возможен на основе научных исследований процессов тепло- и массопереноса для выбранных методов обезвоживания. Адсорбционно-контактная сушка (АКС) является основой перспективных технологий в химической промышленности, сельском хозяйстве, а также в строительной индустрии.

Научные исследования Г.К. Борескова, А.Д. Симонова, В.Б. Фенелонова, Н.В. Чураева, H.A. Языкова и других послужили созданию и развитию этого метода. Реализация и опытное исследование метода адсорбционно-контактной сушки применительно к строительной керамике выполнено впервые в работах Е.И.Шмитько и A.M. Усачева. Отформованный сырец (донор) помещается на подложку из пористого материала с высокой влагоемкостью (акцептор) и накрывается сверху влагонепроницаемым колпаком. Подложка с тыльной стороны подвергается высушиванию теплоносителем. Тем самым осуществляется диффузия влаги из сырца в подложку, а уже за счет подачи и отбора сушильного агента происходит интенсивная конвективная сушка самой подложки. Адсорбционно-контактный метод позволяет снизить нежелательную тепловую нагрузку на материал и одновременно усилить эффективность сушки. Поиск эффективных режимов адсорбционно-контактной сушки требует решения задач тепло- и массопереноса в капиллярно-пористых телах с учетом особенностей технологического процесса и структурных свойств материалов. Задачи данного типа исследуются методами математического моделирования, при этом известны различные подходы к созданию моделей. Подход, наиболее известный среди инженеров, связан с именем A.B. Лыкова. Широко используется теория многофазной фильтрации, получившая развитие в трудах

П.В. Акулича, H.H. Гринчика, Г.Н. Исакова, П.С. Куца, Н.В. Павлюкевича, В.И. Терехова. Работы по механике многофазных систем, прежде всего Р.И. Нигматулина, позволили создать математические модели сушки дисперсных систем с учетом специфики механизмов переноса и взаимодействия отдельных фаз.

Экспериментальный и теоретический анализ процессов тепломассопереноса при адсорбционно-контактной сушке затруднен по объективным причинам. В их числе сложность проведения теплофизических измерений, в том числе, в зоне контакта, а также необходимость описания закономерностей процессов с учетом взаимодействия фаз и сложной неоднородной структуры материалов. Поэтому представляется актуальной задача исследования адсорбционно-контактной сушки методом математического моделирования.

Диссертация выполнялась в соответствии с планом научно-технических работ Воронежской государственной лесотехнической академии по теме «Механическая и термовлажностная обработка материалов» (№ г.р. 01201168720).

Цель работы - определение рациональных режимов адсорбционно-контактной сушки керамического кирпича пластического формования.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

- разработать метод инженерного анализа процессов тепло- массопереноса при адсорбционно-контактной сушке глиняного сырца;

- выявить особенности развития профилей температуры, влагосодержания, давления парогазовой смеси и концентрации паровой компоненты при адсорбционно-контактной сушке глиняного кирпича;

провести сравнительный анализ нестационарных локальных и среднеобъемных коэффициентов диффузии влаги;

- разработать методику расчета кинетических коэффициентов влагопереноса и апробировать ее для ассортимента строительных материалов.

Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследования. Методологической основой исследования является теория связанных процессов переноса в гетерофазных системах. Теоретической и эмпирической базой исследования явились методы теории и эксперимента в области тепломассопереноса, теории сушки, физической химии, химической технологии, материаловедения.

Научные результаты, выносимые на защиту.

- Инженерный метод расчета нестационарных связанных процессов тепло- и массопереноса в системе контактирующих капиллярно-пористых материалов с различными структурными свойствами.

Результаты численного исследования нестационарных профилей теплофизических переменных при различных режимных параметрах сушильного агента.

Обоснование существенно нестационарной динамики локальных коэффициентов массопроводности в образцах донора и акцептора.

- Методика и результаты расчетов коэффициента диффузии влаги в керамических материалах на основе стандартных опытов по сорбционному увлажнению.

Научная новизна результатов работы заключается в следующем:

- Впервые для технологического процесса адсорбционно-контактной сушки глиняного сырца предложен метод инженерного анализа на основе исследования сопряженной нестационарной задачи взаимосвязанных процессов тепло- и массопереноса, отличающейся тем, что помимо традиционных уравнений тепло- и влагопроводности постановка задачи включает модифицированное уравнение для давления парогазовой смеси в образцах, а также уравнение для концентрации паровой компоненты.

- Для процесса адсорбционно-контактной сушки глиняного сырца на подложке из цементного камня впервые получены расчетные зависимости влагосодержания, температуры, давления парогазовой смеси в зависимости от

режимных параметров, которые позволяют, в том числе, выбрать наиболее эффективные и безопасные режимы обезвоживания.

- Впервые на основе предложенного подхода показано, что в исследуемом процессе изменение локальных коэффициентов влагопроводности донора и акцептора имеет нестационарный и нелинейный характер, что связано с изменением вклада жидкофазного переноса в общем транспорте влаги в данной точке.

- Разработана методика расчета коэффициента влагопроводности как функции влагосодержания, температуры, сорбционных свойств капиллярно-пористого материала.

Достоверность результатов исследования обеспечивается использованием фундаментальных законов тепло- и массопереноса; апробированных численных методов; проведением тестовых расчетов на базе известных экспериментов и аналитических решений; совпадением выводов с данными практики.

Практическая значимость работы состоит в разработке метода прогнозирования нестационарных распределений влагосодержания, температуры, давления газообразной фазы и концентрации паровой компоненты в зависимости от теплофизических параметров донора и акцептора, а также свойств сушильного агента, что создает основу для выбора режимных и конструкционных параметров адсорбционно-контактной сушки керамического кирпича.

Материалы диссертации применяются в учебном процессе при постановке учебно-исследовательских задач перед бакалаврами и магистрантами, обучающимися в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете, по курсам дисциплин «Теплотехническое оборудование в технологии строительных материалов», «Процессы и аппараты в технологии строительных материалов», «Технология строительной керамики», «Технология изоляционных строительных

материалов и изделий».

Соответствие диссертации паспорту научной специальности.

Основные результаты диссертационной работы соответствуют п. 6. «Экспериментальные исследования, физическое и численное моделирование процессов переноса массы, импульса и энергии в многофазных системах и при фазовых превращениях» и п. 9. «Разработка научных основ и создание методов интенсификации процессов тепло- и массообмена и тепловой защиты» из паспорта специальности 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника.

Апробация и реализация результатов работы. Основные результаты диссертационного исследования доложены и обсуждены на Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов) СЭТТ - 2011» (Москва, 2011); Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы. Теория и практика» (Пенза, 2011); на II Международной научно-технической конференции «Современные методы и средства исследования теплофизических свойств веществ» (г. Санкт-Петербург, 2012); Всероссийской научно-технической конференции и школе молодых ученых, аспирантов и студентов «Авиакосмические технологии (АКТ-2012)»: 1 и 2 тур (г. Воронеж и г. Москва, 2012); на Международной конференции «Актуальные проблемы прикладной математики, информатики и механики» (г. Воронеж, 2012).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 9 работах, из них 3 в реферируемых журналах из списка, рекомендованного ВАК РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателю принадлежат следующие результаты: [1,2, 7-9] - разработка математической модели, [1,2]- разработка вычислительного алгоритма; [1, 2, 9] - выполнение расчетов и обработка их результатов; [4,6] - обработка известных экспериментальных данных.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 148 страниц текста, 35 рисунков и приложения. Библиографический список содержит 129 наименований.

1. ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОС В ПРОЦЕССАХ СУШКИ

1.1 Метод адсорбционно-контактной сушки

Процесс сушки материала - это сложный комплекс теплофизических процессов, приводящих к уменьшению его влагосодержания. Более 50000 известных материалов нуждаются в сушке. И хотя на сегодняшний день известно более 100 видов сушилок, однако необходимо продолжать развитие техники и технологий сушки, которое направлено, прежде всего, на экономию ресурсов и безопасность производства [А. Б. Миушпёаг, 2010]. Прогресс в теории и практике сушки требует дальнейшего изучения фундаментальных закономерностей тепло- и массообмена, гидродинамики, технологии процесса на базе современных методов анализа, исследования методов физического и математического моделирования, компьютерной и измерительной техники [С. П. Рудобашта, 2005].

Наиболее широко известны следующие виды сушки [С. И. Лежнин, В. И. Жуков, Г. Г. Кувшинов, 2005]:

1. Контактная (кондуктивная) сушка. Реализуется путем передачи теплоты от теплоносителя к материалу через разделяющую их стенку.

2. Конвективная (газовая, воздушная) сушка. Проводится путем непосредственного контакта материала и сушильного агента. Подвод теплоты осуществляется газовой фазой (воздух или смесь воздуха с продуктами сгорания топлива).

3. Радиационная сушка. Передача теплоты происходит инфракрасным излучением.

4. Диэлектрическая сушка. Материал высушивается токами высокой частоты.

5. Сублимационная сушка. Влага удаляется из материала в замороженном состоянии под вакуумом.

Особо следует остановиться на методе адсорбционно-контактной сушки (АКС), который был разработан в Институте катализа имени Г. К. Борескова СО РАН [Г. К. Боресков, 1986]. Метод был разработан применительно к сушке гранул различных материалов, включая гранулы взрывчатых веществ. Основная идея метода заключается в том, что при контакте пористых гранул, насыщенных жидкостью (донора), с сухими пористыми гранулами (акцептором) возможен эффективный массообмен с переносом флюида от донора к акцептору. Интенсивность переноса зависит от градиента химических потенциалов между донором и акцептором [Современные подходы к исследованию и описанию процессов сушки пористых тел / Под ред. В. Н. Пармона, 2001]. Обезвоживание влажного материала таким методом с достаточно высокой скоростью можно обеспечить в широком температурном диапазоне, включая обычную комнатную температуру. Метод АКС особенно интересен как метод сушки термолабильных материалов, свойства которых ухудшаются или становятся опасными в условиях обычной термической сушки [Л. И. Хейфец, А. В. Неймарк, 1982].

Несмотря на очевидные преимущества метода АКС, он не получил широкого распространения из-за отсутствия представлений о механизме контактного влагопереноса и эффективных способов регенерации акцептора. [Н. А. Языков, 1995]. В Институте катализа СО РАН разработан новый способ регенерации акцептора за счет тепла, выделяемого при сгорании топлива в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора. При этом тепло передается акцептору при непосредственном контакте с псевдоожиженным слоем катализатора. Это позволяет резко снизить габариты аппаратов (в 10-15 раз), сократить потребление топлива в 2.0-2.5 раза, достичь высокой полноты сгорания топлив при Г=573-1073 К и ликвидировать выброс в атмосферу токсичных продуктов сгорания (СО, бензпирены и др.).

Авторами патента № 2274621 РФ [Е. И. Шмитько, А. А. Суслов, А. М. Усачев, Р. А. Важинский, 2006] разработан метод АКС глиняного сырца (в их

работах метод назван диффузионно-контактным). Изготовление керамического кирпича из высокочувствительных глин, к которым относятся, в том числе, глины семилукского месторождения Воронежской области, требует значительных материальных затрат для создания мягкого режима термообработки глиняного сырца, позволяющего снизить число кирпичей, которые растрескиваются на этапе сушки сырца.

Рисунок 1.1 - Схема адсорбционно-контактной сушки глиняного сырца [А. М. Усачев, 2006]..

Схема сушки контактно-диффузионным способом представлена на рисунке 1.1. Отформованный сырец укладывается на посредник-подложку, выполненную из влагоемкого материала, накрывается влагонепроницаемым колпаком и помещается в сушильную камеру [А. М. Усачев, 2006]. Посредник с тыльной стороны подвергается конвективному высушиванию движущимся теплоносителем с заданными температурно-влажностными параметрами. Таким образом, влага из сырца диффундирует в объем материала-посредника, а затем происходит удаление влаги уже из посредника [Е.И. Шмитько, А.А. Суслов, A.M. Усачев, 2006].

влагонепроницаемый колпак высушиваемый сырец

металлические рамки

Задачи ресурсо- и энергосбережения при АКС требуют детального изучения теплофизических явлений, сопровождающих данный технологический процесс.

Авторы [С. П. Сердобинцев, Р. А. Козлович, 2011] предложили оснастить влагоизолирующий колпак, используемый для АКС, блоком для излучения СВЧ-энергии, генерируемой магнетроном. Магнетроны могут работать на различных частотах от 0,5 до 100 ГГц с мощностями от нескольких ватт до десятков киловатт в непрерывном и от 10 Вт до 5 МВт в импульсном режиме. СВЧ-излучателем и параметрами конвективного процесса сушки предлагается управлять с помощью системы автоматизированного управления на основе программируемого логического контроллера. Для этого сушилку оснащают датчиками и исполнительными механизмами. Автоматизированная система управления сушкой кирпича модифицированным методом АКС позволяет существенно повысить производительность сушилок керамического кирпича при высоком качестве высушиваемых изделий, что дает возможность производить как лицевой керамический кирпич, так и полноформатные керамические блоки [Р. А. Козлович, С. П. Сердобинцев, 2011, 2013].

Метод адсорбционно-контактной сушки может быть использован также при сушке зерна [П. А. Боноев, 1990], [С. Н. Шахматов, 2000]. Адсорбционно-контактная сушка зерна происходит следующим образом. Гранулы твердого сорбента силикагеля смешиваются с влажным зерном и поглощают влагу. После завершения процесса сушки смесь рассортировывается, силикагель высушивается и вновь используется. Преимущества данного способа следующие: зерно не подвергается термическому воздействию, на сушку силикагеля идёт значительно меньше энергии, чем на сушку зерна, так как нет необходимости соблюдать строгие температурные режимы. Недостатки способа связаны с тем, что необходим дополнительный агент сушки -силикагель, запас которого нужно периодически пополнять; возрастают затраты, связанные со смешиванием и разделением зерна и силикагеля;

наконец, конструкция зерносушилки, обеспечивающая нормальное протекание процесса АКС, довольно сложна [О технологиях сушки зерна, 2013].

1.2 Структурные свойства глинистых систем

Исследование процессов переноса в капиллярно-пористых материалах при АКС в данной работе проведено на примере сушки заготовок керамического кирпича. Описание технологии дано в п.1.1.

Как отмечено в работе [В.Т. Станевич, 2008], технологический процесс производства керамического кирпича является процессом создания и непрерывного изменения структуры: измельчение, смешивание, переминание при обработке сырья; образование коагуляционной структуры и деформирование при формовании; потеря влаги и уменьшение размеров после сушки; образование кристаллизационной структуры и усадка в результате обжига.

Известны два основных способа формования керамического кирпича -полусухое прессование с последующим формованием, а также пластическое формование. В первом случае влажность сырья колеблется от 0 до 18 %, во втором - от 22 до 28%.

В работах [Е. И. Шмитько, А. А. Суслов, А. М. Усачев, 2004, 2006] показано, что пластическое формование способно создавать наиболее плотную структуру сырца, что очень важно для конечных показателей прочностных свойств лицевого кирпича. Проведенные исследования ориентируются на образцы, полученные путем пластического формования глиняного сырья.

Глины представляют собой тонкодисперсную осадочную горную породу, состоящую, в основном, из частиц гидроалюмосиликатов [ГОСТ 9169-75, 1985]. Как отмечено в работе [Панкина Г.В., Чернавский П.А., Локтева Е.С.,

Лунин В.В., 2010], состав глин разных месторождений очень разнообразен, но, как правило, они состоят на 50% из 8Ю2 или А12Оз.

Под глиной понимают высокодисперсную систему "глинистые минералы — вода", обладающую определенной коагуляционной структурой, все контакты между элементами которой могут осуществляться через прослойки воды с аномальными реологическими свойствами [Л. И. Кульчицкий, О. Г. Усьяров, 1981].

Дисперсные системы на основе глин обладают сложной внутренней структурой. Частицы глины, как правило, представляют собой тонкие листовые образования, обычно нескольких сотен нанометров по ширине и нескольких нанометров по высоте [В. И. Осипов, В. Н. Соколов, Н. А. Румянцева, 1989]. Как правило, частицы глинистых минералов несут отрицательный электрический заряд из-за изоморфных замещений трехвалентных атомов в кристаллической решетке на двухвалентные. Возникший избыток отрицательного заряда компенсируется катионами, адсорбированными на поверхности частиц [М. В. Эйриш, 1964].

Для некоторых глинистых минералов катионы являются компенсаторами избыточного отрицательного заряда решетки и могут взаимодействовать с молекулами воды, образовывать гидратные оболочки, удаляясь, таким образом, от поверхности частицы (так называемые стоксовские катионы). При этом молекулы воды получают возможность проникать между «элементарными» частицами таких глинистых минералов, что приводит к эффекту внутрикристаллического набухания [М. Г. Храмченков, 2003]. При влажностях, превышающих область внутрикристаллического набухания, на поверхности микрочастиц глины формируются многослойные гидратные оболочки, образовывая пластичные глиномассы и пасты.

Процессы взаимодействия глинистых минералов с водой являются весьма сложными. В монографии [Б. В. Дерягин, Н. В. Чураев, Ф. Д. Овчаренко, 1989] приведен обзор исследований состояния влаги в пористых телах, рассмотрены

свойства связанной воды. Отличия связанной воды от свободной объясняются перестройкой сетки межмолекулярных водородных связей в ее структуре под влиянием поля поверхностных сил.

Глины по своим свойствам относятся к ограниченно набухающим гелям. Макропоры в таких гелях — это полости между частицами. В самих проницаемых набухающих частицах имеются промежуточные поры и микропоры. Размеры частиц и пор между ними определяются приближенно методами адсорбции, фильтрации флюида, оптической и электронной микроскопии. Достоверность их определения зависит от «представительности» отобранных для исследования образцов, подготовки и методики определения распределения пор. При этом само воздействие потоков жидкостей, газов и излучений изменяет структуру исследуемых материалов [Н.И. Гамаюнов, С.Н. Гамаюнов, В.А. Миронов, 2007]. В качестве примера приведем данные работы [A. Sander, D. Skansi, N. Bolf, 2002] для структурных, точнее текстурных параметров глинистой системы с влажностью 18-22% и плотностью 2278 кг!м . Пористость материала - 0.11. Удельная поверхность пор - 32.46 л*2/г, объем пор - 0.05276 смъ1г, объем микропор - 0.000867 смъ/г, средний диаметр пор -65.013 А.

В монографии [В. М. Гольдберг, Н. П. Скворцов, 1986] представлены исследования пористости и проницаемости глин. Коэффициент проницаемости глин характеризуется величинами от 10~3 до 10"11 мкм2 . Наиболее часто встречаемые значения -

10"6— 10'7 мкм . Коэффициент проницаемости глинистых пород не является постоянной величиной, так как он может изменяться в зависимости от гидрогеохимических и термодинамических условий.

1.3 Экспериментальные и теоретические исследования процессов тепломассопереноса при адсорбционно-контактной сушке ненасыщенных капиллярно-пористых материалов

акцептор

Исследования [Е. И. Прозоров, В. М. Ставров, Н. В Чураев, 1978], [Г. К. Боресков, 1986], [Н. А. Языков, 1995], [Н. А. Языков, А. Д. Симонов, В. Б. Фенелонов, 1997] [В. Б. Фенелонов, 2001] позволили определить основные механизмы массообмена при адсорбционно-контактной сушке. Было установлено, что при контакте донора и акцептора образуется зона, заполненная жидкостью и объединяющая объемы жидкости в доноре и акцепторе в единый кластер (рисунок 1.2). Перенос жидкости осуществляется через эту зону контакта. Разрыв непрерывного кластера приводит к прекращению жидкофазного переноса [А. Д Симонов, Н. А. Языков, В. Н. Пармон, 2001].

Если донор насыщен раствором компонента, нелетучего при температуре массообмена, то по газовой фазе происходит перенос паров только растворителя под действием перепада парциальных давлений в доноре и акцепторе до момента установления равновесного состояния. Через зону контакта донора и акцептора возможен перенос преимущественно растворителя до установления равновесия. Жидкофазный перенос происходит вследствие перепада давления, вызванного различием кривизны менисков жидкости в пределах жидкофазного домена (при условии образования "жидкостного" мостика в зоне контакта), а также по смачивающим пленкам за счет градиента расклинивающего давления. Перенос влаги внутри пористых тел как при

донор

Рисунок - 1.2. Схема влагопереноса при

контакте сферических гранул донора и акцептора [А. Д Симонов, Н. А. Языков, В. Н. Пармон, 2001].

поглощении, так и при удалении влаги определяется пористой структурой и степенью ее заполнения.

В работах, представленных в [Современные подходы к исследованию и описанию процессов сушки пористых тел / Под ред. В. Н. Пармона, 2001], проведено детальное экспериментальное исследование кинетики адсорбционно-контактной сушки пористых материалов, обоснованы уравнения кинетики влагопереноса применительно к АКС гранул с деформируемой и недеформируемой структурой [А. Д Симонов, Н. А. Языков, В. Н. Пармон, 2001]. В качестве модельных систем доноров в работах использовались гранулы оксида алюминия диаметром 2-3 мм, корунда диаметром 7 мм и гидроксида алюминия, полученные методом жидкостной формовки, которые имели диаметр 4-5 мм и влажность 70-80%. В качестве адсорбента (акцепторов) применялись гранулы оксида алюминия размером 1.45, 1,6 мм, 0.2-0,8 мм.

Для описания изменения влагосодержания донора £Уц при постоянной температуре предложено уравнение

<ЮВ _ . Л

для потока жидкости

Уж = )(АРЖ /8/£) ,

и для потока пара

= )(ДРи/Ь).

Предполагается, что уж=0, когда 11^=11^ (происходит разрыв жидкого кластера). В приведенных формулах ^^ЛуУп - внешняя поверхность акцептора, занятая жидкостными зонами контакта; Л7в=6(Ке+ Кт)/(7к/о3) -количество гранул донора на единицу массы; ¿/п - диаметр гранулы донора;

- внешняя поверхность акцептора, свободная от заполненных жидкостью зон контактов; 5А=пс1А2 - внешняя поверхность гранулы акцептора;

о

dK - диаметр гранулы акцептора; 7Va=6(A/D)( VAi+ VM)l(ndK ) - количество гранул акцептора на единицу массы донора при соотношении A/D; Fas -суммарный объем пор акцептора, КА-г=1/рАТ - объем твердой фазы акцептора; Pat - плотность твердой фазы акцептора; Д =DmDiii/(Dm+Dki) - эффективный коэффициент диффузии; Dm - молекулярный коэффициент диффузии; Ad -коэффициент диффузии Кнудсена; L=fiRA - эффективная длина пор в акцепторе; ¡3=3 - коэффициент извилистости для пористых анизотропных сред; рп - плотность пара; APn=Po(exp(-2cVJRTrDyexp(-2<jVJRTrA)); о -поверхностное натяжение воды; VM - мольный объем воды; ДРж=-2а( 1 /rD-1 /гд); щ - количество пор с радиусом гх на единицу поверхности акцептора; гА и rD -значения радиусов менисков в порах акцептора и донора, заполненных жидкой фазой; jj, - вязкость жидкости.

< о

1

Г

и

-1-

18

Т'Ю"2, с

—г-

36

Рисунок 1.3 - Изменение доли жидкофазного переноса аж в зависимости от соотношения текущего и исходного влагосодержания донора [А. Д Симонов, Н. А. Языков, В. Н. Пармон, 2001].

Рисунок 1.4 - Зависимость изменения влагосодержания донора и от времени контакта с акцептором при АЯ)=4,9, температуре 20°С. Непрерывная кривая -расчет, точками показаны опытные значения [А. Д Симонов, Н. А. Языков, В. Н. Пармон, 2001].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Аль Сарраджи Салах Хусейн Мела, 2014 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Акулич, П.В. Моделирование тепломассопереноса в капиллярно-пористых материалах / П. В.Акулич, Н. Н. Гринчик // Инженерно-физический журнал. - 1998. Т. 71. № 2. - С. 225-232.

2. Афанасьев, А. М. Переходные явления тепло- и массопереноса при конвективной сушке капиллярно-пористых материалов / А. М. Афанасьев, И.

A. Конягин, Б. Н. Сипливый // Математическое моделирование. - 2004. Т. 16. № 5.-С. 117-127.

3. Боноев, П. А. Обоснование поточной технологии адсорбционно-контактной сушки высоковлажных семян : автореферат диссертации на соискание ученой степени канд.техн.наук : 05.20.01 / П. А. Боноев. -Новосибирск, 1990. - 18 с.

4. Боресков, Г. К. Гетерогенный катализ // Г. К. Боресков. - М. : Наука, 1986. - 303 с.

5. В.Ю. Волынский, В. А.Зайцев.- Актуальные проблемы сушки и термовлажностной обработки материалов : труды Международного научно-технического семинара к 100-летию А. В. Лыкова, Воронеж, 11-13 мая 2010 г.; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО "ВГЛТА". - Воронеж, 2010. - С. 452459.

6. Гамаюнов, Н. И. Осмотический массоперенос: монография // Н. И. Гамаюнов, С. Н. Гамаюнов, В. А. Миронов. - Тверь: ТГТУ, 2007. - 228 с.

7. Гринчик, Н. Н. Процессы переноса в пористых средах, электролитах и мембранах / Н. Н. Гринчик. - АНК "Институт тепло- и массообмена" АН Беларуси, г. Минск, 1991г. - 251 с.

8. Гринчик, Н. Н. К проблеме неизотермического массопереноса в пористых средах / Н. Н. Гринчик, П. В. Акулич, П. С. Куц, Н. В. Павлюкевич,

B. И. Терехов // Инженерно-физический журн. - 2003. - Т. 76, № 6. - С. 129— 141.

9. Горобцова, Н.Е. Метод описания и расчета изотерм сорбции-десорбции, общий для различных материалов [Текст] / Н. Е. Горобцова // Тепломассообмен-VI : Материалы VI Всесоюз.конф. по тепломассобмену. / ИТМО им. А.В.Лыкова АН БССР. - Минск, 1980. - С. 60-63.

10. Гольдберг, В. М. Проницаемость и фильтрация в глинах / В. М. Гольдберг, Н. П. Скворцов. - М.: Недра, 1986. - 160 с.

11. ГОСТ 9169-75 Сырье глинистое для керамической промышленности. Классификация. [Текст]. - Введ. 1989-06-01. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 7 с.

12. Дерягин, Б. В. Вода в дисперсных системах / Б.В. Дерягин, Н.В. Чураев, Ф.Д. Овчаренко и др. - М.: Химия, 1989. - 288 с.

13. Дейч, М. Е. Гидродинамика двухфазных сред / М. Е. Дейч. - М. : Энергоатомиздат, 1981. - 472 с.

14. Дорняк, О. Р. Математическая модель температурно-влажностного состояния парогазовой смеси в негерметичной камере с границами различной степени проницаемости / О. Р. Дорняк, С. X. М. Аль Сарраджи // Лесотехнический журнал. - 2012. № 4. С. 7-14.

15. Дорняк, О. Р. Математическое моделирование тепло- и массопереноса при адсорбционно-контактной сушке керамических материалов (математическая модель) [Электронный ресурс] / О. Р. Дорняк, С. М. Усачев, Е. И. Шмитько, Салах X. Мела аль Сарраджи // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2013. - № 89 (05). С. 257-277.

16. Дорняк, О. Р. Математическое моделирование тепло- и массопереноса при адсорбционно-контактной сушке керамических материалов (вычислительный эксперимент) [Электронный ресурс] / О. Р. Дорняк, Салах X. Мела аль Сарраджи, С. М. Усачев, Е. И. Шмитько // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2013. - № 89 (05). С. 278-304.

17. Дорняк, О. Р. Динамика сорбционного увлажнения цементного камня / О. Р. Дорняк, Салах X. Мела аль Сарраджи, С. М. Усачев // Современные методы и средства исследований теплофизических свойств веществ : сборник трудов 2 Международной научно-практической конференции, 28-30 ноября 2012 г. / ред. колл. А. В. Бараненко [и др.]. - СПб., 2012. - С. 401-402.

18. Дорняк, O.P. Математическое моделирование адсорбционно-контактной сушки керамического кирпича / О. Р. Дорняк, Салах X. Мела аль Сарраджи, A.M. Усачев, Е.И. Шмитько // Труды 4 международ, науч. практич. конф. "Современные энергосберегающие тепловые технологии (Сушка и тепловые процессы СЭТТ-2011)". Т. 1. - М. : 2011. - С. 150-157.

19. Дорняк, O.P. Динамика сорбционного увлажнения глиняного сырца / О. Р. Дорняк, Салах X. Мела аль Сарраджи, А. М. Усачев, Е. И. Шмитько // Композиционные строительные материалы. Теория и практика : сборник статей Международной научно-технической конференции, май 2011 / под. ред. В. И. Калашникова. - Пенза : Приволжский Дом знаний, 2011. - С. 28-31.

20. Дорняк, О. Р.Математическое моделирование изотермического массопереноса в керамических материалах / О. Р. Дорняк, С. М. Усачев, Салах X. Мела аль Сарраджи // Актуальные проблемы прикладной математики, информатики и механики : сборник трудов Международной конференции, Воронеж, 26-28 ноября 2012 г. - Воронеж, 2012. - Ч. 2. - С. 102-108.

21. Дорняк, О. Р. Тепломассоперенос в ненасыщенных коллоидных капиллярно-пористых анизотропных материалах : автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ра техн. наук : 01.04.14 / О. Р. Дорняк. - Воронеж, 2007. - 32 с.

22. Дорняк, О. Р. Уравнение общего давления в математической модели диффузионно-фильтрацинного влаготеплопереноса в коллоидных капиллярно-пористых телах / О. Р. Дорняк // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2011. Т. 7. № 12-1. С. 68-71.

23. Исаков, Г. Н. Прогнозирования структурного состояния и температурно-влажностных режимов переноса в верхних горизонтов почвогрунтов [Текст] / Г. Н. Исаков, А. Я. Кузин, С. П. Кулижский, А. Н. Субботин // Труды 5 Минского международного форума по тепло- и массообмену (22-26 мая, 2000 г.) / АНК ИТМО им. А.В.Лыкова НАНБ -Минск, 2000. - Т. 8. - С. 160-169.

24. Исаченко, В. П. Теплообмен при конденсации / В. П. Исаченко. -М. : Энергия, 1977. - 240 с.

25. Карташов, Э. М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. / Э. М. Карташов. - М. : Высшая школа, 1985. -480 с.

26. Козлович, P.A. Система автоматизированного управления процессом сушки керамической продукции / P.A. Козлович, С.П. Сердобинцев // Автоматизация и современные технологии. - 2013. № 3. - С. 009-014.

27. Козлович, P.A. Система автоматизированного управления процессом сушки керамической продукции / Р. А. Козлович, С. П. Сердобинцев // Известия Калининградского государственного технического университета. - 2011. № 21. - С. 59-63.

28. Колодежнов, В. Н. Безразмерные комплексы и критерии подобия в гидроаэромеханике : Справочник. / В. Н. Колодежнов. Воронеж : Воронежский госпедуниверситет, 2011. - 580 с.

29. Коновалов, В. И. Методы решения задач тепломассопереноса. Теплопроводность и диффузия в неподвижной среде : учеб. пособие / В. И. Коновалов, А. Н. Пахомов, Н. Ц. Гатапова, А. Н. Колиух ; Тамб. гос. техн. ун-т. - Тамбов, 2005. - 80 с.

30. Кормильцин, Г.С. Исследование массопроводности капиллярно-пористого тела при сушке : дис. ... канд. техн. наук / Г. С. Кормильцин. - М., 1971.-120 с.

31. Краткий физико-технический справочник в 3-х томах/ под ред. К.

П. Яковлева. Т. 1. M. : 1960. - 446 с.

32. Кремлевский П. П. Расходомеры и счетчики количества: Справочник / П. П. Кремлевский. — JL : Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. —701 с.

33. Крутов, В. Н. Техническая термодинамика / В. Н. Крутов, С. И. Исаев, И. А. Кожинов. - М.: Высшая школа., 1991. - 384 с.

34. Кульчицкий, Л. И. Физико-химические основы формирования свойств глинистых пород / Л. И. Кульчицкий, О. Г. Усьяров. - М. : Недра, 1981. -178 с.

35. Лежнин, С. И. Массообменные процессы и аппараты : учеб. пособие / С. И. Лежнин, В. И. Жуков, Г. Г. Кувшинов ; Новосиб. гос. техн. ун-т.

- Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2005. - Ч. 2. - 122 с.

36. Лыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. - М. : Энергия, 1968. -

471 с.

37. Лыков, А. В Явления переноса в капиллярно-пористых телах / A.B. Лыков. - М.: Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1954. - 298 с.

38. Лыков, А. В. Тепломассообмен / А. В. Лыков. - М. : Энергия, 1971. -560 с.

39. Нигматулин, Р. И. Динамика многофазных сред / Р. И. Нигматулин.

- М.: Наука, 1987. Ч. 1. - 464 е.; Ч. 2. - 360 с.

40. Нигматулин, Р. И. Основы механики гетерогенных сред / Р. И. Нигматулин. - М. :Наука, 1978. - 336 с.

41. Никитина, Л. М. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах / Л. М. Никитина. - М. : Изд-во «Энергия», 1968. - 500 с.

42. Никитенко, Н.И. Метод определения коэффициента диффузии связанного вещества в капиллярно-пористых материалах / Н.И. Никитенко, Ю.Ф Снежкин, H.H. Сороковая, Ю.Н. Кольчик // Труды международ, науч.-техн. семинара "Актуальные проблемы сушки и термовлажностной обработки

материалов". Воронеж : ГОУ ВПО ВГЛТА, 2010. С. 44-47.

43. О технологиях сушки зерна [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.agrozernomash.ru/tehnologiya_sushka_zerna.htm. - Загл. с экрана.

44. Осипов, В. И. Микроструктура глинистых пород / В. И. Осипов, В. Н. Соколов, Н. А. Румянцева. - М. : Недра, 1989. - 211 с.

45. Павлюкевич, Н. В. Введение в теорию тепло-и массопереноса в пористых средах / Н. В. Павлюкевич. - Минск. : Ин-т тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова НАНБ, 2003. - 140 с.

46. Патанкар, С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости / С. Патанкар . - М. : Энергоатомиздат, 1984. - 149 с.

47. Панкина, Г. В. Оптимизация кислотной обработки бентонитовых глин отечественных месторождений / Г. В. Панкина, П. А. Чернавский, Е. С. Локтева, В. В. Лунин // Вестник Московского университета. Серия 2, Химия. -2010.-Т. 51. №2.-С. 75-80.

48. Пат. № 2274621 РФ, МПК С04В 33/00. Способ сушки отформованного кирпича-сырца / Е. И. Шмитько, А. А. Суслов, А. М. Усачев, Р. А. Важинский; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО ВГАСУ.-№ 2004116165/03; заявл. 7.06.2004; опубл. 20.04.2006, Бюл. № 11 - 4 е.: ил.

49. Победря, Б. Е. Численные методы в теории упругости и пластичности / Б. Е. Победря. - М. : Изд-во МГУ, 1995. - 366с.

50. Полубаринова-Кочина, П. Я. Теория движения грунтовых вод [Текст] / П. Я. Полубаринова-Кочина. - М. : Наука, 1977. - 664 с.

51. Попов, В.М. Теплообмен в зоне контакта разъемных и неразъемных соединений / В. М. Попов. - М. : Энергия, 1971. - 216.

52. Прозоров, Е.И. Кинетика удаления жидкости из капиллярно-пористых тел, псевдоожиженных пористыми частицами / Е. И. Прозоров, В. М. Ставров, Н. В Чураев // Инженерно-физический журнал. - 1978. - Том 34. - С. 423-429.

53. Рид, Р. Свойства газов и жидкостей / Р. Рид, Дж. Праусниц,. Т. Шервуд. - Л. : Химия, 1982, 463 с.

54. Рудобашта, С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой / С. П. Рудобашта.- М. : Химия, 1980. - 248 с.

55. Рудобашта, С. П. Диффузия в химико-технологических процессах / С. П. Рудобашта, Э. М. Карташов. - М. : Химия, 1993. - 208 с.

56. Рудобашта, С. П. Фундаментальные исследования тепломассообмена при сушке [Текст] / С. П. Рудобашта // Труды 2 международ, науч. практич. конф. "Современные энергосберегающие тепловые технологии (Сушка и тепловые процессы СЭТТ-2005)". Т.1. М.: Изд-во ВИМ, 2005. - С.7-17.

57. Романовский, С.Г. Процессы термической обработки влажных материалов [Текст] / С. Г. Романовский. - М. : Энергия, 1976. - 328 с.

58. Ряжских, В.И. Кондуктивный перенос теплоты в ограниченном цилиндре при смешанных граничных условиях / В.И. Ряжских Е.А. Соболева // Системы управления и информационные технологии. - 2009. - № 4.1 (38). - С. 183-188.

59. Салах X. Мела Аль Сарраджи. Кинетика увлажнения глинистого материала / Салах X. Мела Аль Сарраджи, О. Р. Дорняк // Авиакосмические технологии (АКТ-2012) : тезисы 1 тура 13 Всероссийской научно-технической конференции и школы молодых ученых, аспирантов и студентов, г. Воронеж, 4-5 июня 2012 г., г. Москва, 4 июня 2012 г. - Воронеж, 2012. - С. 101-103.

60. Салах X. Мела Аль Сарраджи. Кинетика увлажнения строительных материалов / Салах X. Мела Аль Сарраджи, О. Р. Дорняк // Авиакосмические технологии (АКТ-2012) : труды 13 Всероссийской научно-технической конференции и школы молодых ученых, аспирантов и студентов, г. Москва, 17 октября 2012 г., г. Таруса, 18-19 октября 2012 г. - Воронеж, 2012. - С. 225-231.

61. Светлов, Ю. В. Термовлажностные процессы в материалах и изделиях легкой промышленности / Ю. В. Светлов. - М. : Издательский центр

академия, 2006. - 272 с.

62. Сердобинцев, С. П. Способ сушки отформатированного кирпича-сырца / С.П. Сердобинцев , Р. А. Козлович // Патент России № 2433102. 2011. Бюл. №31.

63. Семенов, Ю.П. Математическая модель процесса конвективной сушки фарфоровой массы // Ю. П. Семенов, В. Г. Малинин, В. И. Артельщиков // Научные труды МЛТИ. - 1991. Вып. 237. - С.97-102.

64. Симонов, А. Д. Адсорбционная сушка пористых материалов / А. Д Симонов, Н. А. Языков, В. Н. Пармон // Современные подходы к исследованию и описанию процессов сушки пористых тел / Под ред. В. Н. Пармона. — Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2001. - С. 240-274.

65. Современные подходы к исследованию и описанию процессов сушки пористых тел / Под ред. В. Н. Пармона. - Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2001.-300 с.

66. Станевич, В.Т. Строительная керамика: учебное пособие / В.Т. Станевич. - Павлодар : Кереку, 2008. - 96 с.

67. Туголуков, E.H. Математическое моделирование технологического оборудования многоассортиментных химических производств. Монография / E.H. Туголуков. -М : Машиностроение, 2004. - 100 с.

68. Усачев, А. М. Повышение эффективности процесса сушки сырца керамического кирпича пластического формования : автореферат диссертации на соискание ученой степени канд.техн.наук : 05.23.05 / А. М. Усачёв. -Воронеж, 2006. - 24 с.

69. Усачёв, А. М. Сорбционная сушка / А. М. Усачёв // Актуальные проблемы современной науки: труды 4-й междунар. конф. молодых учёных и студентов / Самара, 2003. - С. 69-71.

70. Федосов, С. В. Тепломассоперенос в технологических процессах строительной индустрии : монография / С. В. Федосов ; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. - Иваново : ПрессСТО, 2010. - 364 с.

71. Федяев, А. А. Разработка и научное обоснование теплотехнических приемов и технических решений для повышения энергетической эффективности теплотехнологического оборудования : автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ра техн. наук : 05.14.04 / А. А. Федяев. - М. - 2008. - 39 с.

72. Фенелонов, В. Б. Введение в основы адсорбции и текстурологии / В. Б. Фенелонов 1ШЬ: http://www.catalysis.ru/block/index.php?ID=5& 8ЕСТ1(Ж_ГО=207. Дата обращения: 01.04.2013.

73. Фенелонов, В. Б. Элементы моделирования структуры пористых тел, процессов сушки и массообмена пористых тел / В. Б. Фенелонов // Современные подходы к исследованию и описанию процессов сушки пористых тел / Под ред. В. Н. Пармона. - Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2001. - С. 1189.

74. Хейфец, Л.И. Многофазные процессы в пористых средах / Л. И. Хейфец, А. В. Неймарк. - М.: Химия, 1982. - 320 с.

75. Храмченков, М. Г. Элементы физико-химической механики природных пористых сред / М. Г. Храмченков. - Казань : Издательство Казанского математического общества, 2003. - 178 с.

76. Цимерманис, Л.-Х. Б. Сорбция, структурообразование, массоперенос (термодинамика влажного тела) / Л.-Х. Б. Цимерманис. - М. : «Алекс», 2006. - 232 с.

77. Шахматов, С. Н. Технология высокочастотной адсорбционно-контактной сушки при подготовке семян пшеницы к посеву : автореферат диссертации на соискание ученой степени канд.техн.наук : 05.20.02 / С. Н. Шахматов. - Красноярск, 2000. - 18 с.

78. Шмитько, Е.И. Изучение распределения влаги в изделиях при различных способах сушки / Е. И. Шмитько, А. А. Суслов, А. М. Усачев // Актуальные проблемы современной науки: труды 5-ой междунар. конф. молодых ученых и студентов. - Самара, 2004. - 4.20-21. - С. 60-62.

79. Шмитько, Е.И. Новый способ повышения эффективности процессов сушки керамических изделий / Е. И. Шмитько, А. А. Суслов, А. М. Усачев // Строительные материалы. - 2006. - №5. - С. 20-22.

80. Шмитько, Е. И. Изучение распределения влаги в изделиях при различных способах сушки / Е. И. Шмитько, А. А. Суслов, А. М. Усачев // Актуальные проблемы современной науки: труды 5-ой междунар. конф. молодых ученых и студентов. - Самара, 2004. - 4.20-21. - С. 60-62.

81. Эйриш, М. В. О природе сорбционного состояния катионов и воды в монтмориллоните / М. В. Эйриш // Коллоидный журнал. - 1964. - Т. 26. - № 5.-С. 633-639.

82. Эккерт, Э.Р. Теория тепло - и массообмена / Э. Р. Эккерт, Р. М. Дрейк. - M-JL: Гос. энергетическое издательство, 1961. - 680 с.

83. Языков, Н.А. Механизм массопереноса в процессе адсорбционно-контактной сушки материалов / Н. А. Языков, А. Д. Симонов, В.Б. Фенелонов // Теоретические основы химической технологии. 1997. - Т.31. - №4. - с. 409 -415.

84. Языков, Н. А. Закономерности массопереноса в процессе адсорбционно-контактной сушки материалов : автореферат диссертации на соискание ученой степени канд.техн.наук : 05.17.08 / Н. А. Языков. -Новосибирск, 1995. - 19 с.

85. Barati, A. Famili of liquid desiccant drying method for gelcast ceramic parts / A. Barati, M. Kokabi, N. // Ceramics International. - 2003. V. 29. - P. 199207.

86. Alikhan, Z. Adsorption drying of corn in zeolite granules using a rotary drum. / Z. Alikhan, G.S.V. Raghavan; A.S. Mujumdar // Drying Technology. - 1992. V. 10. N. 3-P. 783-797.

87. Bird, R. B. Transport Phenomena / R. B. Bird, W. E. Stewart, E. N. Lightfoot. - New York : Wiley, 1960. - 780 p.

88. Bon, J. Mathematical Modeling of Drying Kinetics for Apricots:

Influence of the External Resistance to Mass Transfer / J. Bon, C. Rossello, A. Femenia, V. Eim, S. Simal // Diying Technology. - 2007. V. 25. N. 11 - P. 1829 — 1835.

89. Chemkhi, S. Mathematical Model for Drying of Highly Shrinkable Media', / S. Chemkhi, F. Zagrouba, A. Bellagi // Drying Technology. - 2004. V. 22. N. 5-P. 1023 — 1039.

90. Dincer, I. Moisture transfer analysis during drying of slab woods / I. Dincer // Heat and Mass Transfer. - 1998. V. 34. N. 4 - P. 317-320.

91. Djaeni, M. The Process Transport of Drying Corn With Mixed Adsorption Drying [Электронный ресурс] / M. Djaeni, L. Buchori // Proceeding of ICCME Diponegoro University International Conference of Chemical and Material Engineering, Diponegoro University September 2012. - Режим доступа: http://eprints.undip.ac.id/36353/l/Mixed_adsoфtion_drying_Djaeni%2C_ICCME% 2C_2012.pdf. Дата обращения : 17.10.2013.

92. Hawlader, M.N.A. A Mathematical Model for Drying of Shrinking Materials, / M.N.A. Hawlader,, J.C. Ho, Zhang Qing // Drying Technology. - 1999. V. 17. N. 1 - P. 27-47.

93. Hasatani, M. Contraction Characlfrlstlcs of Molded Ceramics During Drying / M. Hasatani, Y. ltaya, K. Muroie, S. Taniguchi // Diying Technology. -1993. V. ll.N. 4-P. 815 — 830.

94. Hasatani, M. Viscoelastic Strainstress and Heat/Moisture Transfer / M. Hasatani, Y. Itaya, K. Hayakawa // Diying Technology. - 1992. V. 10. N. 4 - P. 1013 - 1036.

95. Garbalinska, H. Application of the logarithmic procedure to absorption measurements of mass diffusivity for cement mortars / H. Garbalinska // Heat and Mass Transfer. - 2004. V. 40. N. 12 - P. 963-972.

96. Itaya, Y. Effect of Heating Modes on Internal Strain-Stress Formation During Drying of Molded Ceramics / Y. Itaya, K. Okouchi and S. Mori // Drying Technology. - 2001. V. 19. N. 7 - P. 1491 — 1504.

97. Itaya, Y. Deformation behaviour of ceramic slabs by non uniform drying / Y. Itaya // Drying Technology. - 1995. V. 13. N. 3 - P. 801-819.

98. Kallel, F. Effects of moisture on temperature during drying of consolidated porous materials / F. Kallel, N. Galanis, B. Perrin, R.J. Javelas // Heat Transfer, ASME Trans. - 1993. V. 115. - P. 724-733.

99. Kaya, A. Comparison of experimental data with results of some drying models for regularly shaped products / A. Kaya, O. Aydin, I. Dincer // Heat and Mass Transfer. - 2010. V. 46. N. 5 - P. 555-562.

100. Koumoutsakos, A. Radio frequency vacuum drying of wood. I: Theoretical model. / A. Koumoutsakos, S. Avramidis, S. G. Hatzikiriakos // Drying Technology. - 2001a. V. 19. N. 1 - P. 65-84.

101. Koumoutsakos, A. Radio frequency vacuum drying of wood. II: Experimental model validation / A. Koumoutsakos, S. Avramidis, S. G. Hatzikiriakos // Drying Technology. - 2001b. V. 19. N. 1 - P. 85-98.

102. Koumoutsakos, A. Radio Frequency Vacuum Drying of Wood. III. Two-Dimensional Model, Optimization, and Validation / A. Koumoutsakos, S. Avramidis, S. G. Hatzikiriakos // Drying Technology. - 2003. V. 21. N. 8 - P. 13991410.

103. Kompany, E. Carrot dehydration for instant rehydration: dehydration kineticsand modelling / E. Kompany, J. Benchimol, K. Allaf, B. Ainseba, J.M. Bouvier // Drying Technology. - 1993. V. 11. N. 3 - P. 451^170.

104. Kowalski, S. J. Mathematical Modelling of Shrinkage During Drying / S. J. Kowalski // Drying Technology. - 1996. V. 14. N. 2 - P. 307 — 331.

105. Li, F. An inverse technique to determine volatile organic compounds diffusion and partition coefficients in dry building material / F. Li, J. L. Niu // Heat Mass Transfer. - 2005. V. 41. № 9. - P. 834-842.

106. Lu, T. Numerical and experimental investigation of convective drying in unsaturated porous media with bound water / T. Lu, P. Jiang, S. Shen // Heat and Mass Transfer. - 2005. V. 41. N. 12-P. 1103-1111.

107. Luikov, A.V. Heat and Mass Transfer in Capillary Porous Bodies, / A.V. Luikov; Pergamon Press: Oxford, 1966.

108. Melander, O. Mathematical Modeling of Heat, Mass, and Momentum Transport in MDF Fiber Drying / O. Melander, A. Rasmuson // Drying Technology. - 2011. V. 29. N. 1 - P. 64 — 72.

109. Meszaros, Cs. Mathematical Modeling of Drying Processes Using Methods of the Nonequilibrium Thermodynamics and Percolation Theory / Cs. Meszaros, A. Balint, I. Kirschner, K. Gottschalk, I. Farkas // Drying Technology. -2007. V. 25. N. 7 - P. 1297 — 1304.

110. Mujumdar A.S., Handbook of Industrial Drying / Marcel Dekker, / A.S. Mujumdar New York, 1995 (Part 1).

111. Mujumdar, A. S. Thermal Drying Technologies—Cost-Effective Innovation Aided by Mathematical Modeling Approach / A. S. Mujumdar, W. Zhonghua // Drying Technology. - 2008. V. 26. N. 1 - P. 145 — 153.

112. Mujumdar, A. S. R&D Needs, Challenges and Opportunities for Innovation in Drying Technology [Электронный ресурс] / A. S. Mujumdar. - 2010.

Режим доступа: http://serve.me.nus.edu.sg/arun/file/Publications/books/e-book%20on%20R&D%20opportunities%20in%20diying.pdf. Дата обращения : 17.10.2013.

113. Murugesan, К. A. One dimensional analysis of convective diying of porous materials / K. Murugesan, K. N. Seetharamu, P. A. Aswatha Narayana // Heat and Mass Transfer. - 1996. V. 32. N. 1-2 - P. 81-88.

114. Murugesan, K. Convective diying analysis of three-dimensional porous solid by mass lumping finite element technique / K. Murugesan, D. C. Lo, D. L. Young, C. W. Chen, С. M. Fan // Heat Mass Transfer. - 2008. V. 44. № 4. - P. 401412

115. Nascimento, J. J. S. Simultaneous Heat And Moisture Transfer And Shrinkage During Diying of Ceramic Materials / J. J. S. Nascimento, G. A. Neves, F. A. Belo, A. G. B. Lima // Drying 2004 - Proceedings of the 14th International

Drying Symposium (IDS 2004). - Sao Paulo, Brazil. - 2004, V. A, pp. 501-509.

116. Ochoa-Martinez, C. I. A. Comparison of Some Mathematical Models Used for the Prediction of Mass Transfer Kinetics in Osmotic Dehydration of Fruits / C. I. Ochoa-Martinez, H. S. Ramaswamy, A. A. Ayala-Aponte // Diying Technology. - 2007. V. 25. N. 10 - P. 1613 — 1620.

117. Peng, S. Luikov equations applicable to sublimation-drying / S. W. Peng // Warme - und Stoffubertragung. - 1994, V. 29. N. 8. - P. 501-505.

118. Perré, P. A Physical and Mechanical Model Able to Predict the Stress Field in Wood over a Wide Range of Drying Conditions / P. Perré, J. Passard // Drying Technology. - 2004. V. 22. N. 1 - P. 27 - 44.

119. Potisate, Y. Chlorophyll Retention and Drying Characteristics of Ivy Gourd Leaf (Coccinia grandis Voigt) Using Tray and Heat Pump-Assisted Dehumidified Air / Y. Potisate, and S. Phoungchandang, // Drying Technology. -2010. V. 28. N. 6-P. 786-797.

120. Revilla, G.O. Immersion drying of wheat using Al-PILC, zeolite, clay, and sand as particulate media / G.O. Revilla, T.G. Velázquez, S.L. Cortés, S.A. Cárdenas // Drying Technology. - 2006. V. 24. N. 8 - P. 1033-1038.

121. Sander, A. Heat and mass transfer models in convection drying of clay slabs / A. Sander, D. Skansi, N. Bolf// Ceramics International. - 2003. V. 29. - P. 641-653.

122. Sattler, K. Thermal Separation Processes / K. Sattler, H.J. Feindt. Wiley-VCH, 1995. — 574 p.

123. Siwiñska, A. Thermal conductivity coefficient of cement-based mortars as air relative humidity function / A. Siwiñska, H. Garbaliñska // Heat and Mass Transfer. - 2011. V. 47. N. - P. 1077-1087.

124. Vega-Gálvez, A. Mathematical Modeling of Mass Transfer during Convective Dehydration of Brown Algae Macrocystis Pyrifera / A. Vega-Gálvez, A. Ayala-Aponte, E. Notte, L. de la Fuente, R. Lemus-Mondaca // Diying Technology. - 2008. V. 26. N. 12 - P. 1610 — 1616.

125. Yang, H. Drying model with nonisotropic shrinkage deformation undergoing simultaneous heat and mass transfer / H. Yang, N. Sakai, M. Watanabe // Drying Technology. - 2001. V. 19. N. 7 - P. 1441-1460.

126. Wang, W. Physical Interpretation of Solids Drying: An Overview on Mathematical Modeling Research / W. Wang, G. Chen, A. S. Mujumdar // Drying Technology. - 2007. - V.25, N. 4. P. 659-668.

127. Whitaker, S. Simultaneous heat, mass, and momentum transfer in porous media: a theory of drying. Advances in Heat Transfer / S. Whitaker. - 1977, T. 13. P., 119-203.

128. Whitaker, S. Coupled transport in multiphase systems: a theory of drying. Advances in Heat Transfer / S. Whitaker. - 1998, T. 31. P. 1-104.

129. Zagrouba, F. Drying of clay. II. Rheological modelization and simulation / F. Zagrouba, D. Mihoubi, A. Bellagi // Drying Technology. - 2002. V. 20. N. 10-P. 1895-1917.

du ä?

= Fo

du

* Л

m _ * - *

CX { dx

+ /o„ ~Fom

dx

"A, +amf2.

П (,* *\ * 0 . 7DC

foj )=upÀusm-—e ,

h

cos-

ЛХ

h

* '

f2u(t*,x*)=-u]

h*

1-е

-xut ЛХ

sin-