當(dāng)前位置：全球化工設(shè)備網(wǎng) > 技術(shù) > 論文文集 > 正文

多孔介質(zhì)對流干燥外部傳熱傳質(zhì)的非平衡熱力學(xué)理論

作者： 2015年07月13日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：
字號：T | T
刖S多孔介質(zhì)對流干燥過程是個由外部傳熱傳質(zhì)過程和內(nèi)部熱濕遷移過程相互影響相互制約的耦合過程，外部傳熱傳質(zhì)能力的強(qiáng)弱將直接影響干燥速度的快慢。為此，許多學(xué)者進(jìn)行了研究
    刖S多孔介質(zhì)對流干燥過程是個由外部傳熱傳質(zhì)過程和內(nèi)部熱濕遷移過程相互影響相互制約的耦合過程，外部傳熱傳質(zhì)能力的強(qiáng)弱將直接影響干燥速度的快慢。為此，許多學(xué)者進(jìn)行了研究，得到了些可供工程設(shè)計使用的結(jié)果31但是，早期的研究都認(rèn)為物料外部水蒸汽的擴(kuò)散過程驅(qū)動勢為水蒸汽質(zhì)量濃度梯度或者分壓力梯度，如果這樣的話，會得出些令人困惑甚至與熱力學(xué)原理相悖時，按照0和，121的計算，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在汽液界面處，空氣的擴(kuò)散過程將沿化學(xué)勢，高的方向進(jìn)行，這與熱力學(xué)原理是相違背的4.因此，本文擬從非平衡熱力學(xué)理論出發(fā)，以廣義熱力學(xué)力作為傳質(zhì)過程驅(qū)動勢，建立描述多孔介質(zhì)恒速干燥階段外部對流傳熱傳質(zhì)過程的非平衡熱力學(xué)理論模型，并進(jìn)行數(shù)值計算，同時，還將計算結(jié)果與傳統(tǒng)的理論進(jìn)行比較，以揭外部對流傳熱傳質(zhì)過程的物理本質(zhì)。
　　基金項目國家自然科學(xué)基金資助項目3.595760，3熱能利用與節(jié)能技術(shù)循環(huán)流化床及干燥技術(shù)等方面的研究。
　　2熱力學(xué)理論模型2.1物理模型物理過程分析時假定外部干燥條件恒定；動量熱量和質(zhì)量的傳遞過程都為穩(wěn)態(tài)過程；干燥介質(zhì)為由過熱水蒸汽和子空氣組成的理想混合氣體，且總壓力為個大氣壓；含濕多孔物料只接受干燥介質(zhì)的對流換熱；物料面溫度為干燥介質(zhì)濕球溫度，= 2.2控制方程在含濕多孔物料面附近，水份的汽化而產(chǎn)生溫度和各組份傳質(zhì)勢以了在介質(zhì)流動橫向上的梯度比其在流動方向上的梯度大的多，此時，邊界層理論成立，其控制方程為氣系統(tǒng)可按下式計算1451邊界條件界面上元混合物系的徑向速度，可由界面質(zhì)量平衡條件確定在水蒸汽質(zhì)量傳遞方程中，似；與7并非都是獨(dú)立變量，它們通過水蒸汽分壓力壙相互關(guān)聯(lián)，其關(guān)系式為2.3相似性方程由于外部條件恒定，壁面溫度不變，定存在。其相似性方程為故相似解流區(qū)中的值之比。
　　邊界條件界面上的質(zhì)量平衡式可變?yōu)?.4計算方法采用打靶法求解，即先將邊值問化為初值問階1叫6尺，法積分求解，具體過程可參文3計算結(jié)果分析與討論3.1計算結(jié)果的檢驗(yàn)為便于比較，定義面水分蒸發(fā)速率為4，可認(rèn)為是絕干空氣計算結(jié)果與Haj1等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較，顯然兩者吻合較好；3給出了本文計算結(jié)果與，等的計算結(jié)果的比較，當(dāng)干燥介質(zhì)溫度較低時，兩者吻合較好，而當(dāng)溫度較高時。=500.0，與本文計算結(jié)果相比界等的計算結(jié)果偏，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是0等3.2與傳統(tǒng)理論的比較對于多孔介質(zhì)對流干燥時外部水蒸汽空氣系統(tǒng)的傳熱傳質(zhì)過程，傳統(tǒng)的理論認(rèn)為，熱量傳遞過程的驅(qū)動勢為溫度梯度，水蒸汽質(zhì)量傳遞過程的驅(qū)動勢為其分壓力梯度或質(zhì)量分?jǐn)?shù)梯度，據(jù)此，得到了系列的研究成果。下面將本文的計算結(jié)果與傳統(tǒng)的對流傳熱傳質(zhì)理論進(jìn)行比較。
　　多孔介質(zhì)對流干燥外部傳熱傳質(zhì)過程的熱力學(xué)理論同樣認(rèn)為熱量傳遞過程的驅(qū)動勢為溫度梯度質(zhì)量傳遞的驅(qū)動勢為其傳質(zhì)勢梯度久，乃，即廣義熱力學(xué)力，因此，兩種理論的本質(zhì)區(qū)別在于對質(zhì)量傳遞過程的驅(qū)動勢的認(rèn)識不同，故這里僅比較與傳質(zhì)過程有關(guān)的因素，如邊界層內(nèi)分?jǐn)?shù)7.分布的部分計算結(jié)果，對于水蒸汽而言，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為爪邊界層內(nèi)的溫度梯度對傳質(zhì)驅(qū)動勢的影響。
　　質(zhì)勢71分布的部分計算結(jié)果。由可，3.
　　在壁面附近，由熱力學(xué)理論計算出的傳質(zhì)勢梯度比按照傳統(tǒng)理論計算出的傳質(zhì)勢梯度大；當(dāng)干燥介質(zhì)濕度較低時，兩種理論的計算結(jié)果差異較大，此時按照傳統(tǒng)的傳熱傳質(zhì)理論計算出的傳質(zhì)勢分布似乎偏離了邊界層的特性，而當(dāng)干燥介質(zhì)濕度較時，兩種理論的計算結(jié)果差異較小干燥介質(zhì)溫度對兩種理論的計算結(jié)果差異影響較小4.6給出了典型干燥工況下邊界層內(nèi)空氣傳質(zhì)勢財=了分布的部分計算結(jié)果，然，按照傳統(tǒng)的理論計算出對流項總是沿正方向進(jìn)行，兇此，其空氣的擴(kuò)散必沿的反方向進(jìn)，即沿著傳質(zhì)勢乃，高的方向進(jìn)行，然，這與熱力學(xué)原理是相違背的。按照熱力學(xué)理論的計算結(jié)果，空氣的傳質(zhì)勢從壁面處開始沿2方向?qū)⑾壬_(dá)到某極值后再下降。
　　4結(jié)論建立了描述多孔介質(zhì)恒速子燥階段外部對流傳熱傳質(zhì)過程的非平衡熱力學(xué)理論模型，并進(jìn)行了數(shù)值計算，水分蒸發(fā)速率的計算結(jié)果與已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好；同時，分析還明，非平衡熱力學(xué)理論能合理解釋邊界層內(nèi)水蒸汽和空氣的擴(kuò)散過程，因而，更能反映過程的物理本質(zhì)。
　　林瑞泰。多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)引論。北京科學(xué)出版社，1995.
　　李友榮。多孔介質(zhì)對流干燥過程的熱力學(xué)理論博士學(xué)位論文。，慶甫慶大學(xué)熱能丁程學(xué)院，1999
全球化工設(shè)備網(wǎng)（http://www.bhmbl.cn ）友情提醒，轉(zhuǎn)載請務(wù)必注明來源:全球化工設(shè)備網(wǎng)！違者必究.
免責(zé)聲明：1、本文系本網(wǎng)編輯轉(zhuǎn)載或者作者自行發(fā)布，本網(wǎng)發(fā)布文章的目的在于傳遞更多信息給訪問者，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)，同時本網(wǎng)亦不對文章內(nèi)容的真實(shí)性負(fù)責(zé)。
2、如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題，請在30日內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時間作出適當(dāng)處理！有關(guān)作品版權(quán)事宜請聯(lián)系：+86-571-88970062