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电瓷干燥机理
发布时间：2011-08-12
干燥机理就是指热力干燥时坯体的变化，以及坯体和干燥介质之间热量和质量的传递过程。湿坯的干燥机理可以从传质（即坯体排出水分的过程）和传热（即坯体和干燥介质间热量交换传递的过程及坯体的温度变化）两个方面进行分析。
水分从坯体中排出有两个过程：从坯体表面蒸发的水分子扩散到周围介质中去的过程称为外扩散；坯体内部的水迁移到表面的过程称为内扩散。内扩散和外扩散都是要吸收能量的传质过程。
干燥过程中，根据坯体中水分降低的情况将干燥过程分为预热、等速干燥、降速干燥和平衡四个阶段。
(1)预热阶段（图8-1中K点到A点） 温度为K的坯体刚刚开始干燥时，热量从周围的热空气传递到坯体表面，使坯体表面水分蒸发，此时由于得到的热多于水分蒸发消耗的热量，坯体温度上升，表面蒸发量加大，消耗热量也随之增加，当坯体温度上升至某一点时得到的热量正好等于消耗的能量时水分蒸发速度为A点。坯体由状态K变化到A的过程称为预热阶段，这一阶段经历的时间很短。
(2)恒速干燥阶段从A点到B点的过程中坯体表面水分不断蒸发，内部水分不断输送到表面，而且内外扩散的速度相等，坯体的干燥速率不变，坯体的温度也不变——约等于湿球温度，故称为恒速干燥阶段。在恒速干燥阶段中，由于坯体内部水分不断向表面迁移，含水率下降，使坯体中的颗粒在水的表面张力的作用下拉近而产生坯体的体积收缩，缩小的体积就是蒸发掉水的体积。这一干燥阶段是容易出现干燥缺陷的危险阶段，应当力求坯体表面温度均匀不变。
(3)降速干燥阶段从B点开始，坯体失去表面水膜，坯体中的颗粒已经靠拢，毛细管的半径更小了，内扩散的阻力增大，外扩散也因此受到限制，干燥速率开始下降，故称为降速干燥阶段。在降速干燥阶段的B点到C点，坯体的体积仍略有收缩，产生微小体积收缩的愿因有两个，一是颗粒从靠拢到完全贴近引起的，二是黏土矿物原料开始失去部分层间水所引起的。干燥至C点后，体积就不再收缩了。总之，在降速干燥时的体积变化是很小的。此阶段干燥速率不断下降，水分蒸发消耗的热量也不断减少，若干燥条件不变，热量将向坯体内传递，坯体的温度则不断地上升，趋近于介质的温度——干球温度。
(4)平衡状态干燥速率降到D点时，坯体和介质之间的水分交换过程到达平衡状态，即蒸发的水分和吸湿的水分相等，干燥过程终止。此时坯体的含水率为最终含水率，其值与坯料的性质、环境温度、周围介质的湿度有关。
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