Suszenie termiczne
Podczas suszenia termicznego ciecz jest usuwana z ciał stałych, zawiesin lub granulatów poprzez ogrzewanie. Celem jest zredukowanie zawartości wilgoci do określonej wartości.
Suszenie może odbywać się poprzez konwekcję, przewodzenie lub promieniowanie. Często stosuje się gorące powietrze, parę wodną, gaz obojętny lub ogrzewane powierzchnie. Odparowana wilgoć jest odprowadzana wraz ze strumieniem gazu.
Suszenie termiczne znajduje zastosowanie w przemyśle chemicznym, spożywczym, farmaceutycznym, akumulatorowym i tworzyw sztucznych. Wpływa ono na jakość produktu, trwałość podczas przechowywania, reaktywność oraz właściwości płynięcia. Przy projektowaniu uwzględnia się temperaturę, czas przebywania, zawartość wilgoci oraz transport masy.
Konwekcyjna wymiana ciepła:
Q̇_conv = h · A · (T_s − T_f)
- Q˙conv to konwekcyjna szybkość wymiany ciepła
- h to konwekcyjny współczynnik przejmowania ciepła
- A = powierzchnia wymiany ciepła
- Ts = temperatura powierzchni (K lub °C)
- Tf = temperatura płynu (K lub °C)
Przewodzenie ciepła (kondukcja); prawo Fouriera:
Q̇_cond = k · A · (ΔT/δ)
- Q˙cond = szybkość przewodzenia ciepła
- k to przewodność cieplna materiału
- A to powierzchnia przekroju poprzecznego
- ΔT to różnica temperatur po obu stronach ścianki
Gęstość strumienia ciepła:
q = Q̇ / A
- δ = grubość ścianki
- q = strumień ciepła
Radiacyjna wymiana ciepła; prawo Stefana-Boltzmanna:
Q̇_rad =ε ·σ · A · (T_s^4 - T_sur^4)
- Q˙rad to szybkość radiacyjnej wymiany ciepła
- ε to emisyjność powierzchni
- σ to stała Stefana-Boltzmanna σ = 5,67×10−8 W/m2K4
- A to powierzchnia promieniowania
- Ts to temperatura powierzchni
- Tsur to temperatura otoczenia