Материал: Лебедев Д.П. Тепло- и массообмен в процессах сублимации в вакууме

развивающегося диффузного отражения молекул и оп­ ределяет уменьшение интенсивности процесса десубли­ мации в диапазоне вакуума выше 2 мм рт. ст.

Исследования процесса десублимации на одиночной трубке, обдуваемой поперечным потоком пара, также подтвердили установленные общие физические законо­ мерности. В этих экспериментах была показана нерав-

f 1111 И t f 11 -

Рис. 6-27. Кинетика процесса десублимации на цилиндрической

на фронте конденсации при т=тк. Зачерненными точками обозначены места установки термопар; 1 — tg ц ; 2 — tgj_‘>3 — ^ ц ; 4 —

300

номерность образования слоя льда по периметру труб­ ки (рис. 6-27).

Рядом исследователей указывалось на то, что про­ цесс сублимационной сушки рациональнее всего прово­ дить при остаточном давлении 1—3 мм рт. ст. Анализ процесса сублимационной сушки (режимных парамет­ ров, изменения теплофизических свойств материалов в процессе сушки и т. п.), а также настоящие исследо­ вания подтверждают и обосновывают это. Как было по­ казано на рис. 6-26, максимальная интенсивность десуб­

и материальные балансы как процесса сублимации льда из проницаемой пластины в вакуум, так и процесса де­ сублимации.

Расход пара в экспериментальной модели, заданный в процессе сублимации льда — воды в проницаемой пла­

где QÄ— количество тепла, выделяющееся на рабочей пластине в процессе десублимации водяного пара за время т b — коэффициент тепломера; /Т(тг)— показа­ ние тепломера в момент времени тр, А,м, б — теплопровод­ ность и толщина рабочего элемента пластины; (А—13) — разность температур во время Ат, на рабочем элементе пластины; Gn — количество десублимированного льда за время Аті на поверхности пластины; гд — теплота десуб­ лимации.1

1 На основе проведенных теплофизических исследований неста­ ционарных процессов сублимации и десублимации с использованием датчика теплового потока автором, О. А. Геращенко и Е. Ф. Андре­ евым предложены основные возможные принципы оптимизации как сублимационной сушки в вакууме, так и десублимации [Л. 7-20].

301

Плотность и эффективная теплопроводность десублимированного льда. В соответствии с формой образующе­ гося десублимированного льда (рис. 6-28,6) его плот­ ность (при средней температуре по толщине льда) опре­ делялась по уравнению

щая кривую, образующую поверхность вращения, по­

Рис. 6-28. Конфигурация де­ сублимированного льда и из­ менение температурного поля в плоской пластине.

302

та объемного расширения ß(T’) принималась по [Л. 2-14]. Как показывают расчеты, этот член может из­

зовый переход в процессе десублимации льда (в соответ­ ствии с кривой десублимации на рис. 6-23,а и распреде­

к моменту закрытия всех термопар льдом; гя -~ теплота десублимации; р — общее давление в модели; *с — сред­ няя за время Дт4= Т4—То температура поверхности рабо­

В табл. 6-7 представлены плотность и эффективная теп­ лопроводность десублимирующегося льда в зависимости

лась на 5%, а при давлении около 2 мм рт. ст. прибли­ жалась к плотности воды.

Постановка и приближенное решение задачи десуб­ лимации водяного пара на плоской пластине (внутрен­ няя задача).

Для третьего периода процесса десублимации, когда пленка льда устанавливается в форме устойчивого гео­ метрического фронта на охлажденной поверхности и тем­ пература ее близка к температуре стенки, Т(хо,х)~Тс.

303

Т а б л и ц а 6-7

Эффективная теплопроводность и плотность десублимированного льда

Принимаем линейный закон распределения темпера­ туры' в слое десублимированного льда

1 Использование вместо (6-64) распределения в виде

7 - = r , - [ 7 ’g( T ) - 7 ’e] ^ ,

совместно с (6-61)—(6-63) и (2-14) представляет общую формули­ ровку сопряженной задачи десублимации.

304