عملية تجفيف القوالب المحتوية على الكربون
نظرة عامة على عملية تجفيف قوالب الفحم المحتوية على الكربون
تجفيف فحم حجري هو عملية معقدة ، وتشمل عملية التجفيف بأكملها تدفق الغاز والسائل والصلب متعدد الأطوار ، بالإضافة إلى عملية نقل الحرارة والكتلة المعقدة لوسط التجفيف داخل القوالب وعلى سطحها. الهيكل الداخلي للقوالب المشابهة للوسائط المسامية معقد ومتنوع. نظرًا لخلط عملية التجفيف والفحم الحجري نفسه مع الغبار المعدني والمواد المضافة الأخرى ، فإن خصائصه معقدة للغاية. لذلك ، من الصعب إنشاء نموذج رياضي يمكنه وصف عملية التجفيف الفعلية بدقة وفقًا لخصائص القوالب.
في الوقت الحاضر ، يعتمد البحث على النموذج الرياضي لعملية التجفيف أساسًا على النظرية الأساسية ، والتي تبسط الوضع الفعلي وتحصل على المعادلة الأساسية لنموذج عملية التجفيف. لتجفيف المواد الأخرى مثل الذرة والفول والقمح. في عملية التجفيف ، يُعتقد عمومًا أن درجة الحرارة الداخلية للجسيمات متساوية في كل مكان ، أي لا يوجد سوى درجة حرارة صلبة فريدة ومعادلة طاقة صلبة فريدة. نظرًا لأن حجم الجسيمات في هذه المواد صغير ، يمكن اعتبار جزيئاتها جزيئات متساوية الحرارة ، والتي لن تسبب الكثير من الأخطاء. ومع ذلك ، فإن قطر القوالب كبير بشكل عام ، لذلك إذا تم تجاهل التدرج في درجة الحرارة داخل القوالب ، فسيكون لنتائج الحساب خطأ كبير. ومع ذلك، درجة الحرارة الداخلية للقوالب لها تأثير مهم على عملية التجفيف ، لذلك من الضروري اعتماد نموذج غير متساوي الحرارة لتحليل عملية التوصيل الحراري داخل الكريات. لذلك ، تدرس هذه الورقة عملية تجفيف الحبيبات المفردة ، وتوفر أساسًا لدراسة عملية تجفيف الكريات متعددة الطبقات ، بالنسبة لعملية تجفيف الكريات الفردية ، سيتم الإشارة هنا إلى عملية تجفيف كريات أكسيد الحديد الأسود ، تم اعتماد نموذج النواة المتقلصة ، ويتم التخلي عن افتراض أن المقطع العرضي للتبخر موجود دائمًا على سطح الجسيمات. بالنظر إلى أن واجهة التبخر تتحرك إلى داخل الحبيبات مع تغيير عملية التجفيف ، يتم تقسيم الحبيبات إلى منطقتين مختلفتين مع سطح التبخر كحدود. المنطقة الجافة خارج واجهة التبخر والمنطقة الرطبة داخل واجهة التبخر. وفقًا للعلاقة بين الحفاظ على الكتلة والحفاظ على الطاقة ، يتم إنشاء المعادلات الأساسية لنقل الكتلة ونقل الحرارة لحبيبة واحدة وحلها.
أثناء عملية التجفيف ، يتواجد الماء في قوالب في صورة سائلة وغازية. في بداية التجفيف ، يمتص الماء السائل الموجود على سطح الحبيبات الحرارة باستمرار ويتبخر في حالة غازية ، وينتشر بخار الماء إلى الخارج في الهواء. مع تقدم عملية التجفيف ، عندما لا يكون الماء المنقول من الحبيبات إلى السطح من خلال الانتشار غير كافٍ للحفاظ على تبخر سطح الحبيبات ، تظهر قشرة جافة على سطح الحبيبات ، وتبدأ واجهة التبخر في الانتقال إلى الداخلية بيليه. تتشكل منطقة شبه جافة ذات محتوى مائي منخفض بين سطح الحبيبات وواجهة التبخر ، والتي نسميها المنطقة الجافة. ومع ذلك ، لا يزال الجزء الداخلي من واجهة التبخر عبارة عن فحم حجري أصلي بدرجة حرارة أعلى من الوقت الأولي ،
عندما تنتقل واجهة التبخر إلى مركز فحم حجري ، والذي يتم تجفيفه. نظرًا لأن المنطقة الجافة تعتبر وسيطًا لنقل الحرارة ، فإن المنطقة الرطبة تأخذ في الاعتبار فقط نقل الحرارة ، ويتقدم موضع واجهة التبخر المشتركة بين المنطقتين باستمرار إلى داخل الجزيئات جنبًا إلى جنب مع عملية التجفيف ، فإن عملية التجفيف هي عملية في التي تقترن المنطقة الرطبة والمنطقة الجافة من خلال حدود التبخر الديناميكي.
