多孔陶瓷材料毛细吸水特性研究

摘要

针对传统干燥过程存在的弊端,设计开发了回转锥筒非相变脱水干燥机,将多孔材料内衬到回转锥筒,通过多孔材料毛细作用快速吸附湿物料携带的表面水分,以达到物料快速脱水的目的.为了研究多孔材料的吸附性能,应用描述多孔介质内部液相毛细上升高度随时间变化的数学模型进行数值计算,研究了多孔材料颗粒直径以及孔隙率对毛细吸水过程的影响.在理论研究的基础上,以多孔陶瓷为研究对象,研究数学模型的可靠性并分析多孔材料毛细吸水特性的影响因素.结果表明:数值计算与实验结果有较好的一致性,颗粒直径与多孔材料孔隙率是影响毛细吸水特性的主要因素.颗粒直径越大,多孔材料毛细吸水速率越大,毛细吸水高度越低.这是因为渗透率k与颗粒直径d的平方成正比关系,颗粒直径越大则渗透率也大,因此其毛细吸水速率大;同时颗粒直径越大,其内部孔隙结构相对越大,较大的孔隙结构使毛细水上升通道变大,因此其毛细吸水高度越低.孔隙率越大,多孔材料毛细吸水速率越大,毛细吸水高度越低.这是因为渗透率k随孔隙率ε的增大而增大,因此其毛细吸水速率越大;同时在颗粒直径相同的情况下,孔隙率越大其内部孔隙结构相对越大,较大的孔隙结构使毛细水上升通道变大,因此其毛细吸水高度越低.