在干燥介质条件不变的情况下,可将整个干燥过程分为四个阶段。
一、加热阶段
如在成型时未加热的坯体,则干燥以前坯体温度为大气温度,随着干燥的进行,坯体表面温度升高,干燥速度加快,直至坯体温度等于干燥介质湿球温度。此时传给坯体热量恰好与坯体表面水分蒸发所需要的热量相等,达到了热的平衡,进入干燥的等速阶段。如坯体在成型时已加热,可省去这一阶段或缩短这一阶段的加热时间。
二、等速干燥阶段窑炉
是干燥过程的主要阶段,为自由水排除阶段。此时,由于坯体中含水率较高,坯体表面蒸发了多少水分,内部就能向表面补充多少水分,即坯体内部水分移动速度(内扩散速度)等于表面水分蒸发速度(外扩散速度),所以坯体表面能维持潮湿。干燥介质传给表面的热量恰好等于坯体表面水分汽化所需要的热量,坯体表面温度不变,等于干燥介质的湿球温度。
由于在加热阶段坯体水分的不断蒸发,至加热结束表面的水蒸气压达饱和状态,即坯体表面的水蒸气压等于此温度时的饱和水蒸气分压,而干燥介质的水蒸气分压是定值,所以坯体表面的水蒸气压与干燥介质的水蒸气分压差值最大,且保持不变。故此时干燥速度最大,并为一恒定值。
由于内扩散速度能赶上外扩散速度,所以等速阶段干燥速度的大小取决于外扩散速度的大小。
在此阶段由于排除自由水,坯体产生收缩,所以在操作上应特别注意,若有不慎,坯体易产生开裂、变形,造成干燥废品。
三、降速干燥阶段
为大气吸附水排除阶段,此时坯体的含水率达到临界含水率。由于坯体中含水率的减少,坯体内部水分的移动速度跟不上表面水分的蒸发速度,及内扩散速度小于外扩散速度,因此,表面不再维持潮湿。干燥速度逐渐降低,此时坯体表面的水蒸气压小于该温度下的饱和水蒸气分压。由于坯体水分蒸发所需热量减少,所以坯体温度逐渐升高。
由于此阶段排除的是大气吸附水,坯体不再产生收缩,不会出现干燥废品。
四、平衡阶段
在一定干燥制度下,坯体所含水分为大气平衡水时,干燥速度为零,干燥过程终止。
以上述的干燥过程的四个阶段是在恒定干燥条件下进行的,在实际生产中,由于干燥条件是变动的,所以很难绘出典型的、各阶段非常明显的曲线,但上述各阶段事实上是存在的。
来源:中国砖瓦工业烧结技术信息中心
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