【正文】 對(duì)流干燥，設(shè)備簡(jiǎn)單，熱源易于獲得，溫度和流速易于控制調(diào)節(jié)，但總的來說，熱擴(kuò)散方向與濕擴(kuò)散方向相反，不利于干燥速度提高。制品表面部位的收縮受到內(nèi)部的限制，從而使內(nèi)部受到壓應(yīng)力而表面受到張應(yīng)力，當(dāng)張應(yīng)力超過材料的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，制品表面就會(huì)產(chǎn)生開裂。 厚壁 制品、內(nèi)部水分不均勻、制品各向厚簿不均，收縮不一致，進(jìn)而造成收縮應(yīng)力的不均勻。自由水排除完畢，進(jìn)入降速干燥階段時(shí)，收縮即停止。應(yīng)盡可能采用內(nèi)部加熱方式或其它使熱擴(kuò)散能夠成為干燥動(dòng)力的加熱方式。 熱擴(kuò)散 是指在溫度差的作用下，水分從物料內(nèi)溫度高的地方向溫度低的地方的遷移過程。 濕擴(kuò)散 是指在水分濃度差的作用下，水分從物料內(nèi)濃度高的的地方向濃度低的地方的遷移過程。 （二）內(nèi)擴(kuò)散速率 內(nèi)因：含水率、生坯的組成與結(jié)構(gòu)等。 物料的水分量 物料的初水分、終水分、臨界水分決定著等速階段、降速階段的長(zhǎng)短，影響干燥時(shí)間，即影響干燥速度。 增加接觸面的方法：①將固體物料破碎 ②使物料懸浮在干燥介質(zhì)中干燥 ③在回轉(zhuǎn)烘干機(jī)內(nèi)增加揚(yáng)料板 物料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu) 物料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)不同，它的化學(xué)組成與水的結(jié)合方式不同，有的物料以非結(jié)合水為主，有的物料以結(jié)合水為主。 一般出口風(fēng)速： ～ 。 干燥介質(zhì)的流速 介質(zhì)的流速 w↑ ， q對(duì)流 ↑ ，干燥速度 v↑ ；流體與物料表面的層流底層厚度 δ 層 ↓ ，對(duì)傳熱、傳質(zhì)都有利。 三、干燥速率的影響因素 （一）外擴(kuò)散速率 干燥介質(zhì)及生坯表面的蒸氣分壓、干燥介質(zhì)及生坯表面的溫度，干燥介質(zhì)的流速和方向，生坯表面粘滯氣膜的厚度、熱量的供給方式、干燥方法。 （三）降速干燥階段 內(nèi)擴(kuò)散速率小于外擴(kuò)散速率，物料表面不再保持濕潤(rùn)，稱為內(nèi)擴(kuò)散控制階段。內(nèi)擴(kuò)散速率大于外擴(kuò)散速率，又稱為外擴(kuò)散控制階段。 平衡階段 （一）加熱階段 在干燥的初期階段，干燥介質(zhì)傳給物料的熱量大于物料中水分蒸發(fā)所需熱量，物料溫度升高，水分蒸發(fā)量升高，達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡。 內(nèi)擴(kuò)散 過程（濕擴(kuò)散）：物料內(nèi)部的水分就要向物料表面遷移的過程。 二、物料干燥過程 物料干燥：加熱、外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散。 平衡水分 : 濕物料在干燥過程中其表面水蒸氣分壓與干燥介質(zhì)中水蒸氣分壓達(dá)到動(dòng)態(tài)平穩(wěn)時(shí)，物料中的水分就不會(huì)繼續(xù)減少，此時(shí)物料中的水分就稱為平衡水分， 可排除水分 : 高于平衡水分的水分稱為可排除水分。 注意收縮。與物料的結(jié)合最弱，干燥過程中被排除。 物理化學(xué)結(jié)合水又稱為 大氣吸附水 ，與物料的結(jié)合較化學(xué)結(jié)合水要弱，可以部分排除。 吸附水與物料的結(jié)合為最強(qiáng)。結(jié)合最為牢固，干燥工藝中一般不予考慮。2SiO 2 坯體 則通常采用烘房、隧道式、鏈?zhǔn)?、轉(zhuǎn)盤式、推板式等烘干設(shè)備。 粉狀物料 或 坯體 的脫水則通常是用干燥的方法來完成。 最為廣泛的 還是外熱源法中的對(duì)流加熱，加熱物料的介質(zhì)為干燥介質(zhì)，干燥介質(zhì)通常是熱空氣或熱煙氣。 （ c）對(duì)流 輻射加熱。外熱源法的加熱方式： （ a）對(duì)流加熱 。 人工干燥的加熱方式： （ 1）外熱源法； （ 2）內(nèi)熱源法。 自然干燥特點(diǎn) ：不消耗動(dòng)力和燃料，操作簡(jiǎn)便，但是干燥速度慢，產(chǎn)量低，勞動(dòng)強(qiáng)度高，受氣候條件的影響大，不適合于工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn) 。 干燥作用： （ 1）提高粉磨效率； （ 2）滿足成型需要； （ 3）防止產(chǎn)品開裂或變形。 干燥： 也稱為烘干 ,用加熱的方法除去物料中部分物理水分的過程。 上節(jié)回顧 3. 壓制成型 壓制成型對(duì)粉料的要求 （ 1）體積密度要大 應(yīng)盡量提高粉料的體積密度： 1） 造粒 2） 調(diào)整顆粒級(jí)配 （ 2）流動(dòng)性要好 （ 3）含水量要合適，并且水分要均勻 （ 4）易碎性 無(wú)機(jī)非金屬材料生產(chǎn)過程的共性與個(gè)性 ? 典型生產(chǎn)工藝流程 7 脫水與干燥 第一節(jié) 概 述 原料或半成品中含有高于工藝要求的水分，需要脫去的部分水分，以滿足生產(chǎn)工藝的要求。上節(jié)回顧 1. 注漿成型 ?空心注漿 和 實(shí)心注漿 兩種 壓力注漿、真空注漿、離心注漿 水玻璃、碳酸鈉、焦磷酸鈉、腐植酸鈉、單寧酸鈉、六偏磷酸鈉等都符合以上條件。 ? 常用電解質(zhì) —— 使同樣含水量的泥漿變稀 2. 可塑成型 利用模具或刀具等運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的外力（如壓力、剪切、擠壓等）使可塑泥料產(chǎn)生塑性變形而制成某種形狀的制品，稱為 可塑成型 。 脫水： (1)重力脫水； (2)機(jī)械脫水； (3)加熱水分蒸發(fā)。 干燥過程被廣泛地應(yīng)用于無(wú)機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)過程當(dāng)中。 分為： 自然干燥和人工干燥（機(jī)械干燥）。 人工干燥特點(diǎn) ：干燥速度快，產(chǎn)量大，不受氣候條件的限制，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，適合于工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。 外熱源法： 是指在物料的外部對(duì)物料表面加熱使物料受熱，蒸發(fā)水分，而得以干燥。 （ b）輻射加熱 。 內(nèi)熱源法： 是將濕物料放在高頻交變的電磁場(chǎng)中或微波場(chǎng)中，使物料本身的分子產(chǎn)生劇烈的熱運(yùn)動(dòng)發(fā)熱或使交變電流通過物料而產(chǎn)生熱量，物料中水分蒸發(fā)，得以干燥。 漿體 的脫水是用重力或機(jī)械脫水的方法或噴霧干燥的方法來進(jìn)行。 普通粉狀物料 的干燥通常采用回轉(zhuǎn)式、流態(tài)化式、懸浮式等類型的烘干設(shè)備。 第二節(jié) 干燥的物理過程 一、物料中水分的性質(zhì) （一）化學(xué)結(jié)合水 以結(jié)晶水的形態(tài)存在于物料的礦物分子中，如高嶺土(Al2O32H 2O）中的結(jié)晶水。 （二）物理化學(xué)結(jié)合水 吸附水（通過物料表面吸附形成的水膜以及水與物料顆粒形成的多分子和單分子吸附層水膜）、滲透水（依靠物料組織壁內(nèi)外間的水分濃度差滲透形成的水）、微孔水（半徑小于 108m）、毛細(xì)管水（半徑介于 108～ 106m）以及結(jié)構(gòu)水（存在于物料組織內(nèi)部的水分，如膠體中水或?qū)娱g水）。 在物理化學(xué)結(jié)合水的排除階段，物料基本上不產(chǎn)生收縮，用較高的干燥速度也不會(huì)使制品產(chǎn)生變形或開裂。 （三）機(jī)械結(jié)合水 潤(rùn)濕水、大孔隙水及粗毛細(xì)管水（半徑大于 105m）。也稱為 自由水。 按干燥過程中水分排除的限度來分，可以將物料中的水分為平衡水分和可排除水分。溫度越高，濕度越低，物料中的平衡水分越低。 外擴(kuò)散 ：物料表面的水分就要向干燥介質(zhì)中擴(kuò)散（蒸發(fā)）的過程。 干燥過程可以分為三個(gè)階段 ： （ 1）加熱階段； （ 2）等速干燥階段； （ 3）降速干燥階段。 （二）等速干燥階段 在等速干燥階段，干燥介質(zhì)傳給物料的熱量等于物料中水分蒸發(fā)所需熱量，所以物料溫度保持不變。 主要是機(jī)械水的排除，干燥速率過大會(huì)發(fā)生因物料體積收縮而引起的制品變形或開裂事故，應(yīng)加以注意。 當(dāng)物料的水分達(dá)到平衡水分時(shí)，干燥速率降到零，這時(shí)干燥過程終止。 干燥介質(zhì)的溫度 干燥介質(zhì)的溫度 t↑ ，物料與介質(zhì)的溫度差△ t↑ ，傳熱速度 ↑ ，傳熱量 Q↑ ，干燥速度 v↑ 干燥介質(zhì)的濕度 介質(zhì)的相對(duì)濕度 Ψ↓ ，水分汽化速度 ↑ ，干燥速度 w↑ 。 w↑↑ ，物料飛揚(yáng)損失 ↑ ，介質(zhì)熱利用率 ↓ ，流體阻力 ↑ ，能耗 ↑ 。 干燥介質(zhì)與物料的接觸面 干燥介質(zhì)與物料的接觸面 F↑ ，干燥速度 v↑ 。 物料中結(jié)合水 ↑ ，干燥時(shí)間 ↑ ，干燥速度 ↓ 。 干燥機(jī)的構(gòu)造 合理的尺寸、結(jié)構(gòu)型式，良好的密封和操作情況，以及適當(dāng)?shù)靥岣呋剞D(zhuǎn)烘干機(jī)的轉(zhuǎn)速，將有利于提高干燥速度速度，縮短干燥時(shí)間。 外因：生坯溫度 內(nèi)擴(kuò)散：濕擴(kuò)散、熱擴(kuò)散。濕擴(kuò)散速率與物料制品的厚度有關(guān)，因此減薄制品的厚度可以提高干燥速率。用 內(nèi)部 加熱方式，物料內(nèi)部溫度高于表面溫度，熱擴(kuò)散成為干燥的動(dòng)力。 四、制品在干燥過程中的收縮與變形 自由水排除階段，水分的排除，顆粒相互靠攏，產(chǎn)生收縮使制品產(chǎn)生變形。 對(duì)于 薄壁 制品，內(nèi)部水分濃度梯度不大，實(shí)驗(yàn)表明，其線收縮系數(shù)與干燥條件無(wú)關(guān)。表面和棱角處比內(nèi)部干燥得快，壁薄處比壁厚處干燥得快。 五、干燥方法 １、對(duì)流（輻射） ２、電干燥 ３、微波干燥 ４、紅外干燥 是利用熱氣（煙氣或熱空氣）的對(duì)流傳熱作用，將熱傳給坯體，使坯體內(nèi)的水分蒸發(fā)而干燥的方法。 工頻干燥 加在生坯端面電極上的工頻交變電壓，在坯內(nèi)產(chǎn)生電流而發(fā)熱，屬于內(nèi)熱式干燥。 電熱干燥效率較高，如電瓷生坯一般 1015天陰干，電熱干燥僅要 4小時(shí)；含水率 13％的泥漿注漿成型的玻璃池窯大磚 (單重 300kg以上 )，脫模后若要把水分降到 6％，采取自然陰干需幾十天，采用電干約需 15天。 以高頻或相應(yīng)頻率的電磁波輻射使生坯內(nèi)產(chǎn)生松弛極化，轉(zhuǎn)化為干燥的熱能。 當(dāng)以含水率 ％的 152 152 5mm的面磚生坯單片通過這種干燥器，由進(jìn)到出僅 5分鐘，含水率降到 ％。 電耗一般高達(dá) 高頻干燥 微波干燥 是以微波輻射使生坯內(nèi)極性強(qiáng)的分子，