Условия разрушения влажного коллоидного капиллярно-пористого материала при термомеханической обработке сбросом давления

Abstract

Термомеханическая обработка сбросом давления находит широкое применение в процессах сушки и пропитки древесины, подготовки растительного сырья в ходе экстракции и гидролиза. Актуальной задачей является поиск оптимальных режимных параметров такой обработки, опирающийся на построение математической модели совместных процессов внутри влажного коллоидного капиллярно-пористого тела, подверженного декомпрессии. В работе приведены результаты численного моделирования совместных процессов тепломассопереноса и упругого деформирования образца прямоугольной формы из анизотропного влажного капиллярно-пористого материала, имеющих место при термомеханической обработке. Проанализирована зависимость упругих напряжений от свойств материала и режимных параметров, определены условия разрушения образца. Полученные зависимости позволяют определить основные режимные параметры, обеспечивающие «безопасный» режим обработки материала с учетом его размеров, влагосодержания и проницаемости.= Thermomechanical treatment by pressure drop is widely used in the drying and impregnation of wood, pretreatment of plant materials during extraction and hydrolysis. An urgent task is to find the optimal regime parameters of such processing, based on the construction of a mathematical model of combined processes inside a wet colloidal capillary-porous material subjected to decompression. The paper presents the results of numerical modeling of joint heat and mass transfer and elastic deformation of a rectangular sample of anisotropic wet capillary-porous material that occur during thermomechanical processing. The dependence of elastic stresses on the properties of the material and operating parameters is analyzed, and conditions for the destruction of the sample are determined. The obtained dependences make it possible to determine the main operating parameters providing a “safe” mode of processing the material, taking into account its size, moisture content and permeability.