《陶瓷坯体干燥》PPT课件.ppt

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1、第五章生坯的干燥定义：依靠蒸发而使成型后的坯体脱水的过程。目的：1.提高生坯强度，便于修坯、搬运、施釉、烧成等后序加工；2.提高吸釉能力；3.缩短烧成周期，降低能耗一、坯体中水分类型和干燥关系按生坯与水结合形式：化学结合水、吸附水、自由水；1.化学结合水原料矿物分子结构内的水分，如结晶水、结构水等。如高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O）中的结晶水。结合最为牢固，干燥工艺中一般不予考虑。第一节干燥原理2.大气吸附水又称为物理化学结合水吸附水（通过物料表面吸附形成的水膜以及水与物料颗粒形成的多分子和单分子吸附层水膜）、渗透

2、水（依靠物料组织壁内外间的水分浓度差渗透形成的水）、微孔水（半径小于10-8m）、毛细管水（半径介于10-8～10-6m）以及结构水（存在于物料组织内部的水分，如胶体中水或层间水）。吸附水与物料的结合为最强。受组成和环境（温度、湿度）影响，干燥时较难除去。3.自由水润湿水、大孔隙水及粗毛细管水（半径大于10-5m）。与物料的结合最弱，干燥过程中被排除，存在吸附水层之外、颗粒之间，是成型所需的外加水分，干燥最易排除。由于干燥中生坯体积的收缩量大约等于排除的自由水体积，固又称收缩水。注意收缩。按干燥过程中水分排除的限度来分，可以

3、将物料中的水分为平衡水分和可排除水分。平衡水分:湿物料在干燥过程中其表面水蒸气分压与干燥介质中水蒸气分压达到动态平稳时，物料中的水分就不会继续减少，此时物料中的水分就称为平衡水分，可排除水分:高于平衡水分的水分称为可排除水分。温度越高，湿度越低，物料中的平衡水分越低。自由水与大气吸附水平衡图二、干燥过程既是传热过程，也是传质过程，由此可归为三个过程：1）传热过程--水获得热量而汽化；2）外扩散过程--蒸发水分由生坯表面扩散到外界去；3）内扩散过程--水分自生坯内部向表面扩散；三过程同时进行，既与干燥条件有关，也与生坯结构、特

4、性有关；干燥过程可以分为四个阶段：（1）加热阶段；（2）等速干燥阶段；（3）降速干燥阶段。（4）平衡阶段（一）加热阶段在干燥的初期阶段，干燥介质传给物料的热量大于物料中水分蒸发所需热量，物料温度升高，水分蒸发量升高，达到一种动态平衡。（二）等速干燥阶段在等速干燥阶段，干燥介质传给物料的热量等于物料中水分蒸发所需热量，所以物料温度保持不变。内扩散速率大于外扩散速率，又称为外扩散控制阶段。特点：内扩散控制阶段；自由水大量排除，坯体收缩量近似等于排除自由水体积，如操作不当，坯体易变形开裂。（三）降速干燥阶段内扩散速率小于外扩散速率

5、，物料表面不再保持湿润，称为内扩散控制阶段。当物料的水分达到平衡水分时，干燥速率降到零，这时干燥过程终止。特点：内扩散控制阶段；排除的是大气吸附水，坯体体积不收缩，不会造成废品。（四）平衡阶段平衡水分（温度、湿度）第二节干燥制度的确定干燥制度：根据产品的质量要求确定干燥方法及干燥过程中各阶段应选用的干燥参数（保证质量）干燥参数：干燥速度（kg/(h.m2)、干燥介质种类、湿度、温度、流量、流速等原则：最短的时间内获得无干燥缺陷生坯一、干燥速度指单位时间内，单位面积上水分的排出量。影响因素：（一）外扩散速度干燥介质及生坯表面的

6、蒸气分压、干燥介质及生坯表面的温度，干燥介质的流速和方向，生坯表面粘滞气膜的厚度、热量的供给方式、干燥方法1、干燥介质的温度干燥介质的温度t↑，物料与介质的温度差△t↑，传热速度↑，传热量Q↑，干燥速度v↑2、干燥介质的湿度介质的相对湿度Ψ↓，水分汽化速度↑，干燥速度w↑。3、干燥介质的流速介质的流速w↑，q对流↑，干燥速度v↑；流体与物料表面的层流底层厚度δ层↓，对传热、传质都有利。w↑↑，物料飞扬损失↑，介质热利用率↓，流体阻力↑，能耗↑。一般出口风速：1.5～3.0m/s。4、干燥介质与物料的接触面干燥介质与物料的接触

7、面F↑，干燥速度v↑。增加接触面的方法：①将固体物料破碎②使物料悬浮在干燥介质中干燥③在回转烘干机内增加扬料板5、物料的性质、结构物料的性质、结构不同，它的化学组成与水的结合方式不同，有的物料以非结合水为主，有的物料以结合水为主。物料中结合水↑，干燥时间↑，干燥速度↓。6、物料的水分量物料的初水分、终水分、临界水分决定着等速阶段、降速阶段的长短，影响干燥时间，即影响干燥速度。7、干燥机的构造合理的尺寸、结构型式，良好的密封和操作情况，以及适当地提高回转烘干机的转速，将有利于提高干燥速度速度，缩短干燥时间。（二）内扩散速率内因

8、：含水率、生坯的组成与结构等。外因：生坯温度内扩散：湿扩散、热扩散。湿扩散是指在水分浓度差的作用下，水分从物料内浓度高的的地方向浓度低的地方的迁移过程。湿扩散速率与物料制品的厚度有关，因此减薄制品的厚度可以提高干燥速率。热扩散是指在温度差的作用下，水分从物料内温度高的地方向温度低的地方的迁