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

Теплопроводность рассматриваемой системы описы­ вается уравнением

ная теплопроводность, учитывающая обмен излучением между стенками пор; Хг — теплопроводность газа в по­ рах материала.

Для большинства разностей температур эквивалент­

где Аго — теплопроводность газа, не зависящая от давле­

и малых диаметрах пор материала, то X зависит от дав­ ления газа, заполняющего поры.

Расчетные данные по уравнению (2-38) для коэффи­

5 2

для сравнения нанесены экспериментально полученные результаты.

Систематические отклонения вычисленных по форму­ ле (2-38) кривых, у которых падающая ветвь все время проходит несколько более круто, чем у эксперименталь­ ных, можно объяснить тем, что действительные поры материала имеют различную величину, для расчетов бралась средняя величина диаметра пор.

Рис. 2-20. Влияние вакуума на коэффициенты теллоіпіртшстости Я и диффузии D'.

Исходя непосредственно из микроскопического ана­ лиза структуры высушенных сублимацией пищевых про­ дуктов, в [Л. 2-58] предлагаются их наиболее типичные модельные ячейки (рис. 2-19,6, в), для которых в [Л. 2-59] в соответствии с рис. 2-19,г выведена формула для рас­ чета коэффициента теплопроводности:

где Яг и Xs — теплопроводности газа и твердой части материала.

Как показано в [Л. 2-39, 2-58], состав газа, заполняю­ щего поры материала, может существенно изменять его теплопроводность. Например, для мяса, начиная с ва­ куума р> 1 мм рт. ст., наблюдается увеличение коэффи-

53

циента теплопроводности при заполнении пор продукта азотом и гелием (рис. 2-20,6).

Теплопроводность тел, имеющих капиллярно-пори­ стую волокнистую структуру, может быть различной в зависимости от направления волокон; например, в ра­ ботах [Л. 2-55 и 2-56] были проделаны эксперименты по определению теплопроводности мяса при тепловом по­ токе, как параллельном, так и перпендикулярном его волокнам. Содержание влаги в образцах при этом было почти одинаковым.

Вобразцах, где тепловой поток был направлен па­ раллельно волокнам, теплопроводность была на 10— 16%’ выше, чем в образце, где тепловой поток перпен­ дикулярен.

Втабл. 2-8 представлены значения теплопроводности некоторых пищевых продуктов, высушенных сублима­ цией.

Таблица 2-8

Коэффициент теплопроводности пищевых продуктов, высушенных сублимацией

Эффективный коэффициент диффузии. На рис. 2-20,6 показано изменение эффективного коэффициента диффу­ зии D' в зависимости от вакуума для пищевого продукта (мяса), заполненного гелием и азотом (Л. 2-39].

Анализ рис. 2-18, 2-20,а, б показывает, что скорость сублимационной сушки, очевидно, должна быть с одной

54

дой под вакуумом и исследовались на водопроницае­ мость на установке, описанной в [Л. 2-2]. Пример полу­ ченных данных представлен на рис. 2-21. Анализ экс­ периментальных результатов позволил сделать вывод, что режим течения жидкости в титановых пластинах

Метод ртутной парометрии, несмотря на высокую точность и полноту получения функции распределения, не был использован вследствие возможного загрязнения пластин ртутью.

Метод определения распределения пор по размерам по микрошлифам достаточно точен, но чрезвычайно тру­ доемок как в экспериментальном отношении, так и при обработке полученных результатов.

С целью дальнейшего использования проницаемых пластин после исследования их структурных характери­ стик в теплофизических экспериментах нами был выбран для установления распределения пор по размерам метод максимального давления пузырьков [Л. 2-5]. Этот метод основан на измерении давления, которое необходимо, чтобы вытеснить воздух через поры проницаемой пла­ стины, заполненной жидкостью с известным поверхност­ ным натяжением.

56