1.1.4 Критериальные характеристики при массообмене

1.1.4.1 Критерий Фруда, Fr, учитывает влияние силы тяжести на массообменные процессы:

,

где g - ускорение силы тяжести, м ·с^-2.

1.1.4.2 Критерий Галилея, Gа, учитывает влияние на массоотдачу сил тяжести и вязкости среды:

.

Здесь:  - кинематическая вязкость, м²с^-1.

1.1.4.3 Критерий Архимеда, Ar, учитывает влияние естественной конвекции на тепло- и массообменные процессы:

.

Здесь: ρ_а и ρ_f - плотность среды (воздуха) и высушиваемого материала соответственно, кгм^-3;

r_f - радиус высушиваемой частицы, м.

1.1.4.4 Критерий Граcгофа, Gr

где _об - коэффициент объемного расширения среды;

Т - разница температур тела и среды.

1.1.4.5 Критерий Лященко, Ly, характеризует условия сушки материала во взвешенном слое (область существования «взвешенного» слоя)

,

где V - относительная скорость, мс^-1;

ρ_а – плотность воздуха, кг ∙ м^-3;

ρ_п – плотность полимера, кг ∙ м^-3

1.1.4.6 Критерий Гухмана, Gu: эмпирический параметр, учитывающий влияние интенсивности испарения жидкости на массоотдачу высушиваемого материала.

,

где Т_a и Т_м.т. - температура воздуха и «мокрого» термометра, соответственно.

1.1.4.7 Критерий Лыкова, Lu

,

где _mb и _тп - коэффициенты массопроводности, м²/с, и температуропроводности, м^{2 ·} с^-1, соответственно.

1.1.4.8 Число Ребиндера, Rb, характеризует кинетику сушки в период нагревания влажного материала до температуры начала стационарного процесса:

.

Здесь: - влагосодержание материала;

 - температура влажного материала;

С_р.п и С_р.а - удельная теплоемкость материала и среды соответственно.

1.1.4.9 Число Поснова, Рп:

,

где  - термоградиентный коэффициент переноса влаги;

Т - разность температур влажного материала и воздуха;

U - изменение влагосодержания.

1.1.4.10 Критерий Косовича, Ко:

,

где U, U₀, U_p - текущее, начальное и равновесное влагосодержание высушиваемого материала;

Т₀ и Т - начальная и текущая температура среды.

1.1.4.11 Критерий Шервуда, Sh, характеризует соотношение процессов внешнего массообмена и массопроводности в волокне и определяется отношением скорости переноса молекул низкомолекулярных компонент в формуемом волокне r_f/_mf, к скорости переноса их за счет конвекции, ^-1_к,m (Sh - диффузионный аналог массообменного критерия Био).

;

В процессах сушки критерий Шервуда равен:

.

Здесь: Т_а, Т_мт и Т_m - температура осушающего воздуха, «мокрого термометра» и высушиваемого материала в период падения скорости сушки, соответственно;

, - среднее, текущее и критическое влагосодержание высушиваемого материала;

Sh_кр - значение критерия Шервуда при .

1.1.4.12 Критерий Шмидта, Sc, характеризует диффузионные (массообменные) свойства среды (Sс - диффузионный аналог критерия Прандтля).

.

Здесь: _а - кинематическая вязкость среды, м²с^-1;

D_f -коэффициент диффузии низкомолекулярных компонент в волокне, м²с^-1.

Для влажного воздуха Sc  0,55  0,60

Для газов 0,50  3,0

Для жидкостей 1,0  10⁴

1.1.4.13 Критерий Пекле (массообменный), Pе_m, характеризует интенсивность конвективного массообмена:

.

Здесь: V - относительная скорость движения волокна в среде, мс^-1;

_кмо - коэффициент конвективного массобмена.

1.1.4.14 Критерий Нуссельта (массообменный), Nu_m, характеризует процесс массообмена между филаментом и средой при движении пучка филаментов (или при обтекании их средой):

.

Здесь: _mf - коэффициент массопроводности;

_mf = D_f  С_р,m  ρ_f, где С_p,m - массоемкость волокна, т.е. изменение содержания низкомолекулярного компонента (растворителя) в волокне при изменении потенциала массообмена на единицу.

1.1.4.15 Критерий Стентона, St_f, характеризует область начала гидродинамической нестабильности струи остывающего расплава волокнообразующего полимера:

.

Здесь: _кто - коэффициент конвективного теплообмена между филаментом и средой (обдувочным воздухом);

С_p,f - теплоемкость волокна в области отверждения струи;

L - длина пути нити в шахте (до «замасливающего» устройства), м;

d_f - диаметр формирующегося филамента, м;

V_о - скорость истечения расплава из капиллярного отверстия фильеры, мс^-1;

_f - плотность филамента, кг м^-3.