Essiccazione termica
Nell'essiccazione termica, il liquido viene rimosso da materiali solidi, sospensioni o granulati mediante riscaldamento. L'obiettivo è quello di ridurre il contenuto di umidità a un valore definito.
L'essiccazione può avvenire tramite Convezione, Conduzione oppure Radiazioni vengono utilizzati. Spesso si ricorre ad aria calda, vapore, gas inerte o superfici riscaldate. L'umidità evaporata viene espulsa tramite un flusso di gas.
L'essiccazione termica trova applicazione nell'industria chimica, alimentare, farmaceutica, delle batterie e delle materie plastiche. Influisce sulla qualità del prodotto, sulla conservabilità, sulla reattività e sulla fluidità. Nella progettazione si tiene conto della temperatura, del tempo di permanenza, del contenuto di umidità e del trasporto di massa.
Trasferimento di calore per convezione:
Q̇_conv = h · A · (T_s − T_f)
- Q˙conv è la portata termica per convezione
- h è il coefficiente di trasferimento termico per convezione
- A = superficie di scambio termico
- Ts = temperatura superficiale (K o °C)
- Tf = temperatura del liquido (K o °C)
Conduzione termica; legge di Fourier:
Q̇_cond = k · A · (ΔT/δ)
- Q˙cond = Coefficiente di conducibilità termica
- k è la conducibilità termica del materiale
- A è l'area della sezione trasversale
- ΔT è la differenza di temperatura tra i due lati della parete
Densità del flusso termico:
q = Q̇ / A
- δ = spessore della parete
- q = flusso termico
Trasferimento di calore per irraggiamento; legge di Stefan-Boltzmann:
Q̇_rad =ε ·σ · A · (T_s^4 - T_sur^4)
- Q˙rad è la portata termica per irraggiamento
- ε è l'emissività della superficie
- σ è la costante di Stefan-Boltzmann: σ = 5,67×10−8 W/m²K⁴
- A è l'area di irradiazione
- T è la temperatura superficiale
- Tsur è la temperatura ambiente