大面积瓷质砖坯体干燥过程的二维传热传质研究

中图法分类号：TQ174. 1前言目前的建筑陶瓷行业，产品日新月异，不仅花色品种琳琅满目，而且规格齐全。特别是目前大面积瓷质砖的诞生更是丰富了建筑陶瓷产品，但是却对干燥提出了更高的要求。大面积瓷质砖厚度大，面积大，在相同的干燥介质的情况下，坯体内部的湿度差、温度差相应就大，这样在制品内部产生的应力也就比较大，制品就很容易出现干燥缺陷。
对于陶瓷坯体这种非饱和含湿多孔介质而言，其内部热质传递过程是一种非常复杂的现象。热量既可以通过固体骨架的导热，又可借助流体的导热和对流传递。质量的传递则表现在孔隙中流体的流动，且常伴有相变，并且它的孔隙结构极为复杂，很难对微孔中的流体流动和能量运输进行详细的描述。因此为了深入了解坯体在干燥过程中热质传递的特征，必须建立一种符合客观现象的模型理论。
多孔介质中热质传递问题的研究与干燥问题紧密相关，许多学者根据各自的。
在此，本文对此种干燥器和传统干燥器进行计算机模拟，通过对这两种模拟方案计算结果的比较，以探寻减小干燥开裂缺陷的途径。
~23节为坯体的初步干燥段，在这一段底部共设10处进热风口（热风来自窑炉余热风或热风炉热风），顶部共设8处抽热风口；第23 ~67节进行坯体的高温干燥，在这一段，每节辊下一个烧嘴，对侧错排，同时该段顶部共设14处抽热风口；从第67节到干燥器尾（即第85节），该段底部分设9处热风进口，鼓入来自热风炉的热风，同时顶部分设9处抽热风口，排出干燥废气。坯体从含水6.5~7干燥到含水0.4~0.5共耗时2个小时20分钟。在整个干燥窑长范围内，在干燥窑底部不断地鼓入带有湿分的热风（或烟气）进入干燥窑内，在顶部又将干燥废气体抽出。这样就使干燥窑内的干燥介质温度、相对湿度变化不大，坯体的传质系数变化也不大。干燥过程中温度和传质系数变化如所示。
在模拟过程中，对二种模拟方案尽量取大致相同的模拟条件，比较上述二种模拟方案干燥2个小时后辊道窑干燥器工作示意图干燥过程坯体平均温湿图所达到的含湿饱和度及在干燥过程中的大横向湿度差。在二种模拟方案中，以下参数均相同：坯体的初始含湿饱和度为0.7；坯体的初始温度为25此模拟中传热系数均取23.55W/（m*瓷质砖坯体尺寸均为1.6mX1.6mX0.02m.干燥介质温度和传质系数按不同的模拟方案加以选择。对新型干燥器进行干燥模拟时，其介质温度和传质系数是按中所作曲线进行变化的，即干燥介质平均温度为90*C左右，平均传质系数大约为0.012m/s故对传统干燥器进行模拟时，同样取干燥介质（烟气）温度为90*C，传质系数为0.012m/s.大湿度差。2模拟结果分析与讨论应用二维模拟计算程序对上述两种方案都进行了数值计算，模拟结果绘成曲线表示在与中。
由、可知，在干燥过程中，实验条件下的模拟即在干燥过程自始至终不改变干燥条件，也不考虑大面积瓷质砖的干燥特性，从大湿度和干燥2个小时后剩余含湿饱和度这两个因素来看，这种干燥方法的干燥质量较差。在干燥过程中，大湿度差一直处于地位，而剩余含湿饱和度也较大。这说明在干燥过程中保持恒定的干燥条件是不适当的。应当根据制品的干燥特性及干燥阶段的特点，采取相适应的干燥条件。
分散鼓入干燥介质（热风或烟气），同时分散排出干燥废气，是为了减小大面积瓷质砖干燥中的开裂缺陷而采取的一种干燥器排烟制度，也就是在整个干燥过程中，使干燥器内的温度和湿度变化不大。由、可以看出，在整个干燥过程中，其大含湿差较小，剩余含湿饱和度比较小，说明采用分散进出气流方式既能缩短干燥时间，又能有效的减少干燥过程中由于湿度差过大而造成的开裂缺陷。
4结论（）本文应用多孔介质热质传递耦合方程，对瓷质砖湿坯干燥过程进行了二维数值分析，并根据实验测量确定了干燥过程数值计算所需要的a和卩值。
由两种干燥器的分析计算可以看出，采取分散鼓入干燥介质（热风或烟气），同时分散排出干燥废气以减少干燥缺陷这一举措是可行的。
同样的数值方法也可以用来研究其它非饱和多孔介质的热质传递问题。