農(nóng)業(yè)物料熱學特性

農(nóng)業(yè)物料熱學特性第一頁，共六十二頁，2022年，8月28日第七章農(nóng)業(yè)物料熱特性第一節(jié)傳熱的基本形式第二節(jié)熱特性參數(shù)第三節(jié)熱特性參數(shù)的測定第四節(jié)農(nóng)業(yè)物料的干燥第二頁，共六十二頁，2022年，8月28日一、傳熱的基本形式熱量傳遞動力：溫度梯度，導致熱量從一個物體傳遞到另一個物體，或從物體的一部分傳遞至另一部分導熱：物體各部分之間不發(fā)生相對位移時，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動而產(chǎn)生的熱量傳遞稱導熱（熱傳導）熱量從溫度較高物體傳遞至與其接觸的溫度較低物體，或者由物體中溫度較高部分傳遞到溫度較低部分的傳熱過程固體—相互接觸或連續(xù)；流體—內(nèi)部無宏觀相對位移導熱機理：氣體－分子不規(guī)則運動時相互碰撞導電固體－自由電子非導電固體－晶格振動產(chǎn)生的彈性波液體－兼有氣體和非導電固體的機理第三頁，共六十二頁，2022年，8月28日導熱的特點：必須有溫度梯度物體直接接觸或連續(xù)依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子熱運動而傳遞熱量在引力場下單純的導熱只發(fā)生在密實固體中１、導熱穩(wěn)態(tài)導熱：導入物體的熱流量等于導出物體的熱流量，物體內(nèi)部各點溫度不隨時間而變化的導熱過程非穩(wěn)態(tài)導熱：導入和導出物體的熱流量不相等，物體內(nèi)任意一點的溫度和熱含量隨時間而變化的導熱過程，也稱為瞬態(tài)導熱過程非穩(wěn)態(tài)導熱過程結(jié)束后過渡至穩(wěn)態(tài)導熱過程，或物體與周圍環(huán)境處于等溫狀態(tài)第四頁，共六十二頁，2022年，8月28日1、導熱導熱基本定律：不均勻溫度場中由于導熱所形成的熱流密度正比于該時刻的溫度梯度熱流密度熱流量溫度梯度導熱率傳熱面積熱流量：單位時間內(nèi)傳遞的熱量，W熱流密度：單位時間單位面積傳遞的熱量，W/m2，向量，指向溫度降低方向?qū)崧剩簡挝粶囟忍荻葧r的熱流密度，W/m·k，表示物料的導熱能力溫度梯度：向量，指向溫度增加方向第五頁，共六十二頁，2022年，8月28日1、導熱導熱的基本規(guī)律一維穩(wěn)態(tài)導熱時傅立葉定律的數(shù)學表達式

λ—導熱率（導熱系數(shù)），W/m·KA—垂直于導熱方向的截面積負號表示熱量傳遞的方向與溫度升高的方向相反傅立葉定律(導熱基本定律)T2T1熱流量-單位時間傳遞的熱量熱流密度-單位時間通過單位面積傳遞的熱量第六頁，共六十二頁，2022年，8月28日導熱系數(shù)：表征材料導熱能力的大小，是一種物性參數(shù)，與材料種類和溫度有關。一維穩(wěn)態(tài)導熱及其導熱熱阻Φ導熱熱阻t0x

dxdtΦ導熱熱阻單位導熱熱阻第七頁，共六十二頁，2022年，8月28日導熱微分方程：α—導溫系數(shù)（熱擴散率），m2/sρ—物料密度

c—物料比熱容λ—導熱系數(shù)qv—內(nèi)熱源發(fā)熱率，W/m3求解：初始條件、邊界條件、幾何條件、物料物理性質(zhì)等適用于各向同性且恒定的連續(xù)介質(zhì)T—某一時刻物體內(nèi)某點的瞬時溫度Ti—某一時刻物體內(nèi)某點的初始溫度Ta—周圍環(huán)境的恒定溫度r0—物料半徑或半厚度r—某點距中心的距離反映溫度變化時材料內(nèi)部溫度趨于均勻的能力。在相同加熱冷卻條件下，導溫系數(shù)愈大，物體各處溫差愈小，熱穩(wěn)定性越好。第八頁，共六十二頁，2022年，8月28日球體內(nèi)溫度分布的諾謨圖第九頁，共六十二頁，2022年，8月28日圓柱體內(nèi)溫度分布的諾謨圖第十頁，共六十二頁，2022年，8月28日平板內(nèi)溫度分布的諾謨圖第十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日無量綱數(shù)當時，，因此，可以忽略對流換熱熱阻當時，，因此，可以忽略導熱熱阻集總熱容法：Bi<0.1，忽略內(nèi)部熱阻Bi數(shù)對溫度分布的影響第十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日0.6~40000，反映粘性擴散能力Sh=f(Re,Sc)第十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日導熱常見三類邊界條件第一類邊界條件：規(guī)定了邊界上的溫度值。對于非穩(wěn)態(tài)導熱，這類邊界條件要求給出以下關系式：第二類邊界條件：規(guī)定了邊界上的熱流密度值。對于非穩(wěn)態(tài)導熱，這類邊界條件要求給出以下關系式：第三類邊界條件：規(guī)定了邊界上物體與周圍流體間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)及周圍流體的溫度。第十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日２、對流對流：流體中溫度不同的各部分之間，由于流體的宏觀運動使流體各部分之間發(fā)生相對位移，冷熱流體相互摻混所引起的熱量傳遞過程。對流換熱：流體流過一個物體表面時的熱量傳遞過程，稱為對流換熱。對流換熱特點：導熱與熱對流同時存在的復雜熱傳遞過程必須有直接接觸（流體與壁面）和宏觀運動必須有溫度梯度壁面處會形成速度梯度很大的邊界層對流換熱的分類：無相變：強迫對流：外力作用導致的流動自然對流：流體密度隨溫度變化引起的流動有相變：沸騰換熱和凝結(jié)換熱第十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日對流換熱邊界層示意圖對流換熱的基本規(guī)律——牛頓冷卻公式流體被加熱時：

流體被冷卻時：—熱流量，Wq—熱流密度，W/m2A—與流體接觸的壁面面積，m2—固體壁表面溫度，℃—流體溫度，℃h—

表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，W/(m2K)第十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日物理意義：流體與壁面溫度相差1度，單位壁面面積上、單位時間內(nèi)所傳遞的熱量影響因素：流速、流體物性、壁面形狀大小等，h=f(λ,μ,ρ,c)（Convectionheattransfercoefficient）對流換熱系數(shù)(表面?zhèn)鳠嵯禂?shù))對流換熱熱阻：第十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日冷卻速率：R—冷卻速率，冷卻系數(shù)ρ—物料密度C—物料比熱V—物料體積半冷卻時間：物體與周圍環(huán)境的溫差達到初始溫差一半時所需時間對流換熱系數(shù)范圍流體及流動狀態(tài)對流換熱系數(shù)，W/(m2℃)空氣自然對流3~10氣體強制對流20~100水自然對流200~1000水強制對流1000~15000水沸騰2500~25000高壓水蒸汽強制對流500~3500水蒸汽凝結(jié)5000~15000有機蒸汽凝結(jié)500~2000第十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日對流換熱問題的數(shù)學描述對流換熱取決于流體的運動和熱現(xiàn)象質(zhì)量守恒定律（連續(xù)性方程）運動微分方程第十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日不可壓縮、常物性、無內(nèi)熱源時,能量守恒定律:對流換熱微分方程：第二十頁，共六十二頁，2022年，8月28日層流底層緩沖層紊流過渡流層流層流邊界層——速度梯度較均勻地分布于全層湍流邊界層——層流底層，速度梯度主要集中在層流底層第二十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日凝結(jié)與沸騰換熱凝結(jié)換熱膜狀凝結(jié)：層流、紊流球狀凝結(jié)影響因素不凝結(jié)氣體：阻力，質(zhì)量為1%的空氣，換熱系數(shù)降低60%蒸汽流速：>10m/s，與液膜流向相同，α增大，相反則減小過熱蒸汽：潛熱不同膜狀凝結(jié)換熱的強化：高效冷凝面、泄流沸騰換熱大容器沸騰：加熱壁面浸沒于具有自由表面的液體中強制對流沸騰（管內(nèi)沸騰）：強制對流＋沸騰過冷沸騰：液體主流尚未達到飽和溫度，而壁面上開始產(chǎn)生氣泡飽和沸騰：液體主體溫度達到飽和溫度，而壁面溫度高于飽和溫度所發(fā)生的沸騰核態(tài)沸騰過渡沸騰穩(wěn)定膜態(tài)沸騰第二十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日輻射：物體通過電磁波來傳遞能量的方式稱為輻射。因熱的原因而發(fā)出輻射能的現(xiàn)象稱為熱輻射。輻射換熱：溫度不同的兩個或兩個以上的物體間相互進行熱的輻射和吸收所形成的熱量傳遞過程稱為輻射換熱。輻射換熱特點：溫度高于0K的物體均可進行熱輻射；冷熱物體不需直接接觸，輻射波可在真空中傳播；伴隨能量形式的轉(zhuǎn)變；熱能輻射能具有強烈的方向性；輻射能與溫度和波長均有關；發(fā)射輻射取決于溫度的4次方。3、熱輻射第二十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日φ—輻射能

q—輻射能流密度σ—斯蒂芬-玻耳茲曼常數(shù)，5.67×10-8W/m2K4ε—輻射系數(shù)

T—物體溫度

A—輻射表面積輻射能力與物體溫度、性質(zhì)、表面情況等有關。輻射系數(shù)表示物料輻射能力與黑體輻射能力的比值。黑體輻射的控制方程：Stefan-Boltzmann

定律

兩黑體表面間的輻射換熱第二十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日WavelengthBlackbodyRealsurface維恩（Wien）位移定律2.502.863.334.005.006.67/m“匹配吸收”——正匹配吸收“非匹配吸收”——偏匹配吸收第二十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日三種熱量傳遞方式均要求不同物體間存在溫度梯度。導熱、對流兩種熱量傳遞方式，不同物體只有存在接觸時方可實現(xiàn)傳遞；而熱輻射不需中間介質(zhì)，可以在真空中傳遞，而且在真空中輻射能的傳遞最有效，因此又稱其為非接觸性傳熱。在輻射換熱過程中，不僅有能量的轉(zhuǎn)換，而且伴隨有能量形式的轉(zhuǎn)化。輻射換熱是一種雙向熱流同時存在的換熱過程，即不僅高溫物體向低溫物體輻射熱能，而且低溫物體向高溫物體輻射熱能。物體的輻射能力與其溫度有關。農(nóng)業(yè)物料加工處理過程中，導熱、對流兩種傳熱方式應用較多，輻射傳遞相對較少。三種傳熱方式的比較第二十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日4、傳熱過程和傳熱系數(shù)傳熱過程：兩流體間通過固體壁面進行的換熱傳熱過程包含的傳熱方式：導熱、對流、熱輻射一維穩(wěn)態(tài)傳熱過程中的熱量傳遞忽略熱輻射換熱，則固體的導熱熱阻右側(cè)對流換熱熱阻左側(cè)對流換熱熱阻第二十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日單位熱阻或面積熱阻傳熱系數(shù)傳熱系數(shù)等于冷熱流體間單位溫差、單位傳熱面積時熱流量的值。它反映傳熱過程的強烈程度，不是物性參數(shù)，與過程有關。k越大，傳熱越好：增大h1,h2,λ，減小δ非穩(wěn)態(tài)傳熱過程以及有內(nèi)熱源時，不能用熱阻分析法第二十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日折射窗干燥工作原理第二十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日二、熱特性參數(shù)比熱容導熱系數(shù)導溫系數(shù)對流換熱系數(shù)第三十頁，共六十二頁，2022年，8月28日1、比熱容熱容：熱容是使物質(zhì)溫度升高或降低1K所需的能量（單位：J/K），它反映材料從周圍環(huán)境中吸收熱量的能力。熱容與物料的量有關熱容是一個過程量，與熱過程有關不同溫度下的熱容不同平均熱容：是指物質(zhì)從T1溫度到T2溫度所吸收的熱量的平均值摩爾熱容：1mol物質(zhì)的熱容，J·K-1·mol-1比熱容：又稱比熱容量，簡稱比熱容，是指單位質(zhì)量物質(zhì)溫度變化1℃吸收或釋放的熱量，J·K-1·kg-1

一般Cp>Cv，Cp測定簡單，Cv更有理論意義第三十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日

C—農(nóng)業(yè)物料比熱Cw—水的比熱Cd—物料中干物質(zhì)的比熱Mw—濕基含水率經(jīng)驗公式：計算方法誤差較大，但可用于估算物料比熱值一般，物料比熱實測值均高于計算值，含水率↓，誤差↑干物質(zhì)比熱<水的比熱→農(nóng)業(yè)物料的比熱小于水的比熱農(nóng)業(yè)物料的比熱隨物料組成成分、含水率、溫度等變化農(nóng)業(yè)物料的比熱與含水率間存在一定線性關系Siebel于1892年提出：第三十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日第三十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日第三十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日溫度↑，比熱↑冰點以下：物料的比熱較小，溫度↑，比熱呈對數(shù)形式增大第三十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日2、導熱率導熱率：物體傳導熱量的能力，又稱為熱導率農(nóng)業(yè)物料的導熱率隨物料組成成分、物理結(jié)構(gòu)、物質(zhì)狀態(tài)、溫度等而變化，純液體的導熱率高于其它溶液，濃度↑，導熱率↓不同成分的導熱率差異較大，導致由不同成分構(gòu)成的物料的導熱率差異較大?？諝鉃闊岬牟涣紝w，單粒物料的導熱性能好于堆積物料第三十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日第三十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日Anderson于1950年提出經(jīng)驗公式第三十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日牛肉、羊肉、豬肉、家禽、魚肉：

0—60℃，60-80%（w.b.）

-40—-5℃，65-85%（w.b.）不同肉產(chǎn)品間導熱率差別很小，相同溫度、含水率下不同肉產(chǎn)品的導熱率沒有明顯差異溫度↑，多數(shù)液體的導熱率↓，氣體導熱率↑相同溫度、含水率條件下，物料顆粒尺寸↑，導熱率↑；密度↑，導熱率↑第三十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日農(nóng)業(yè)物料導溫系數(shù)范圍：（）×10-6m2/s導熱率↑，導溫系數(shù)↑導熱率一定，體積熱容量↑，導溫系數(shù)↓，物料不易加熱或冷卻一般，導溫系數(shù)隨含水率增加而下降小麥：含水率↑，導溫系數(shù)↓（非線性）玉米：含水率↑，導溫系數(shù)↓→↑（20%w.b)

水稻：含水率↑，導溫系數(shù)↓（線性）3、導溫系數(shù)第四十頁，共六十二頁，2022年，8月28日4、對流換熱系數(shù)對流換熱系數(shù)：物料表面流體邊界層的導熱系數(shù)，又稱為單位面積導熱率、膜系數(shù)，主要與流體溫度、密度、粘度、比熱、流速等特性有關，因此該特性不是物料本身的熱特性，但物料形狀、大小、表面積、表面粗糙度等會影響該系數(shù)q—熱流量A—有效表面積h—對流換熱系數(shù)ΔT—流體與界面間的平均溫差第四十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日三、熱特性參數(shù)的測定比熱混合法保護熱板法比較式量熱器法導熱系數(shù)穩(wěn)態(tài)法非穩(wěn)態(tài)法導溫系數(shù)圓柱體瞬態(tài)熱流法探針測定法對流換熱系數(shù)穩(wěn)態(tài)加熱、非穩(wěn)態(tài)加熱、等速干燥試驗等方法第四十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日1、比熱的測定混合法：式中，下標c、w、s分別代表量熱器、液體介質(zhì)、物料下標e、i分別代表熱平衡狀態(tài)、初始狀態(tài)浸液：浸潤物料—比重較小；大溫差—比熱小特點：操作簡單、方便，適用范圍廣，存在一定測試誤差第四十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日1、比熱的測定保護熱板法：物點：測試精度高，測試裝置較復雜第四十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日1、比熱的測定比較式量熱器法：第四十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日2、導熱系數(shù)的測定穩(wěn)態(tài)法：導熱過程達到穩(wěn)態(tài)時進行測試，測試時間長，不適合高水分物料，適用于含水率低于10%的物料L—物料厚度T1、T2—物料兩側(cè)溫度

q—熱流量A—垂直于熱流方向的面積λ—導熱系數(shù)dT/dx—溫度梯度縱向熱流法（平行平板法）：測試精度高，適用于板狀物料第四十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日2、導熱系數(shù)的測定徑向熱流法：適用于散狀物料、液體穩(wěn)態(tài)法：同軸圓筒：無限長圓筒，忽略端部影響，取中間區(qū)域測試同心圓球：若無法保證間隙一致、物料分布均勻，則會產(chǎn)生測試誤差第四十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日2、導熱系數(shù)的測定非穩(wěn)態(tài)法：溫度隨時間而變，測試速度快，可不測熱流量，適用于小溫差變化探針測定法：利用線熱源加熱物料，適用于散狀物料q—單位時間內(nèi)單位長度輸入的熱量t—測試時間T—與測試時間對應的測試溫度熱線法測定小麥導熱系數(shù)溫度對導熱系數(shù)的影響第四十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日2、導熱系數(shù)的測定非穩(wěn)態(tài)法：費切法：適用于薄片狀不良導體，最大測試厚度約13mm，熱損失導致測試精度不高。食品：厚度6-13mm，熱源溫度46-65℃，測試10-20minA—試樣表面積L—試樣厚度m—散熱銅塊質(zhì)量C—散熱銅塊比熱Th—熱源底座溫度t—測試時間TC—與測試時間對應的散熱銅塊中心溫度第四十九頁，共六十二頁，2022年，8月28日3、導溫系數(shù)的測定圓柱瞬態(tài)熱流法：測定恒定溫升速率的導溫系數(shù)，合理的圓筒直徑既能保證非線性溫升階段合理的時間范圍，又能保證圓筒中心與外壁間的溫差合理的圓筒長度、直徑：長230mm，直徑50mmA—圓筒中心和表面的溫升速率R—圓筒半徑T—圓筒表面（S）、中心（C）溫度第五十頁，共六十二頁，2022年，8月28日脈動燃燒干燥耐火土顆粒的對流換熱系數(shù)基本原理：黃銅具有良好的導熱性能，因此可將所測黃銅球溫度作為黃銅球的表面溫度。通過測量黃銅球與脈動氣流間的對流換熱系數(shù)，建立脈動頻率與努塞爾數(shù)間的關聯(lián)式。努塞爾數(shù)僅與氣流條件及物料的特征尺度有關，而與物料內(nèi)部特性及傳熱特性無關，因此可將所獲努塞爾數(shù)與脈動頻率的關聯(lián)式用于研究耐火土顆粒的干燥及其熱量傳遞特性。4、對流換熱系數(shù)的測定第五十一頁，共六十二頁，2022年，8月28日黃銅經(jīng)拋光，發(fā)射率很小（高度拋光0.02，輕微拋光0.12），輻射換熱對銅的傳熱過程影響不大，可不考慮氣流輻射對傳熱過程的影響。耐火土的發(fā)射率很高（100℃時可達到0.91），輻射換熱不能忽略耐火土顆粒的干燥速率wD由實驗所得干燥動力學曲線估算熱平衡方程中涉及物性參數(shù)，依據(jù)實驗結(jié)果直接求解對流換熱系數(shù)會產(chǎn)生較大的誤差第五十二頁，共六十二頁，2022年，8月28日穩(wěn)定紊流場中，球體與繞流氣流間傳熱的努塞爾數(shù)與平均雷諾數(shù)及普朗特數(shù)間的關聯(lián)式努塞爾數(shù)只與氣流參數(shù)及物料的特征尺度有關，與物料的傳熱特性無關，因此可采用不含水分物料研究脈動燃燒干燥過程的熱量傳遞特性影響傳熱速率的主要因素是氣流壓力的脈動頻率和振幅，脈動壓力變化范圍小，因此只考慮脈動頻率對傳熱特性的影響黃銅具有較高導熱系數(shù)，在物料尺寸、對流換熱系數(shù)較大的情況下，物料內(nèi)部的溫度梯度依然較小黃銅球與脈動氣流間傳熱的畢渥數(shù)小于0.1，可用集總熱容法估算黃銅球的對流換熱系數(shù)利用集總熱容法計算氣流與黃銅球間的對流換熱系數(shù)和努塞爾數(shù)，建立努塞爾數(shù)與氣流參數(shù)及物料尺寸間的關聯(lián)式將耐火土顆粒干燥實驗的相關參數(shù)代入關聯(lián)式，計算氣流與耐火土顆粒間的對流換熱系數(shù)（3.5<ReD<76000）第五十三頁，共六十二頁，2022年，8月28日圖2脈動頻率為75Hz時的對流換熱系數(shù)圖3努塞爾數(shù)與脈動頻率間的關系利用不同脈動頻率下的實驗結(jié)果，計算黃銅球的對流換熱系數(shù)、氣流流速和相應的努塞爾數(shù)、雷諾數(shù)，建立努塞爾數(shù)與氣流脈動頻率間的關聯(lián)式脈動流場中的努塞爾數(shù)約為穩(wěn)定紊流中努塞爾數(shù)的2倍多（相同雷諾數(shù)），脈動流場的對流換熱系數(shù)遠大于穩(wěn)定流場的對流換熱系數(shù)雷諾數(shù)越小，努塞爾數(shù)隨脈動頻率增加而增大，但增幅較緩；雷諾數(shù)越大，隨脈動頻率增加，努塞爾數(shù)的增幅加快；隨著雷諾數(shù)的增大，相同脈動頻率下的努塞爾數(shù)增加較快，反映出脈動流場的紊流度和脈動頻率對傳熱性能有較大影響第五十四頁，共六十二頁，2022年，8月28日四、農(nóng)業(yè)物料的干燥干燥：利用熱能將固體、膏狀或液狀物料中的液體蒸發(fā)排除而獲得固體產(chǎn)品的過程干燥過程原理主要涉及熱力干燥過程中濕物料、干燥介質(zhì)的熱力學特性、物理特性及其變化規(guī)律濕物料內(nèi)部、濕物料與干燥介質(zhì)間的熱量、質(zhì)量傳遞過程機理干燥過程動力學原理干燥過程的模型、模擬等內(nèi)容干燥理論研究內(nèi)容干燥過程中所涉及的諸多參數(shù)，如被干燥物質(zhì)與干燥介質(zhì)的特性參數(shù)、干燥器的結(jié)構(gòu)參數(shù)、干燥過程的操作參數(shù)等，與干燥時間的關系及所遵循的規(guī)律干燥過程濕物料內(nèi)部和外部的濕分、熱量傳遞機理及其分布規(guī)律干燥器內(nèi)部被干燥物質(zhì)與干燥介質(zhì)的流體動力學特性等第五十五頁，共六十二頁，2022年，8月28日熱力干燥過程：恒速干燥過程：物料溫度與濕球溫度相近。干燥速率主要取決于干燥介質(zhì)的溫度、濕度、流速、壓力、作用表面積等外部條件。外部條件控制過程。降速干燥過程：物料內(nèi)部形成溫度梯度；濕分由內(nèi)向外遷移被不飽和的干燥介質(zhì)帶走，干燥速率低于恒速干燥階段的干燥速率，且隨干燥時間的延長而逐步減小。濕物料內(nèi)部的熱量、質(zhì)量的傳遞主要取決于物料性質(zhì)（如熱導率、質(zhì)量傳遞系數(shù)等）、物料溫度和濕含量等。內(nèi)部條件控制過程。第五十六頁，共六十二頁，2022年，8月28日第五十七頁，共六十二頁，2022年，8月28日干燥過程中的熱質(zhì)傳遞：濕物料的干燥過程是一個物料內(nèi)部、物料表面與干燥介質(zhì)間邊界層內(nèi)熱量、質(zhì)量耦合傳遞的過程。恒定對流干燥條件下（干燥介質(zhì)的流量、溫度、濕度不變），熱空氣環(huán)繞流過濕物料時將熱量傳遞給濕物料，同時將濕物料中蒸發(fā)出的水蒸氣帶走，從而達到干燥的目的。氣體溫度邊界層外側(cè)溫度為干燥介質(zhì)溫度，內(nèi)側(cè)溫度為濕物料表面溫度。邊界層內(nèi)徑向溫度差的存在導致對流換熱現(xiàn)象出現(xiàn)，將干燥介質(zhì)所攜帶的熱量傳遞至濕物料表面。濕物料表面溫度高于物料中心溫度，所形成的溫度差導致濕物料內(nèi)部由外向內(nèi)的熱傳導。在上述熱量傳遞過程中，邊界層內(nèi)的對流換熱強度只取決于物料外部的干燥介質(zhì)條件，如風溫、風速、風的濕度、物料表面形狀等外部條件，與物料本身的性質(zhì)無關，因此稱邊界層的對流換熱為“外部條件控制的換熱過程”，其換熱速率與熱通量由對流換熱方程計算。第五十八頁，共六十二頁，2022年，8月28日物料內(nèi)部的熱傳導只與物料特性（如熱導率、物料成分、物料結(jié)構(gòu)等）有關，而與外部條件無關，稱為“內(nèi)部條件控制的導熱過程”，其導熱速率和熱通量由導熱方程計算。物料內(nèi)部的水分傳遞過程與熱量傳遞過程類似，但傳遞方向相反。濕物料內(nèi)部的質(zhì)量擴散過程由水分的濃度梯度所決定，而在濃度邊界層內(nèi)的對流質(zhì)量傳遞過程則由邊界層內(nèi)的水蒸氣濃度梯度所決定（同一條件下的熱質(zhì)傳遞，濃度、溫度邊界層厚度并不相同）。邊界層內(nèi)的對流傳質(zhì)過程為“外部條件控制的傳質(zhì)過程”，其傳質(zhì)速率和質(zhì)量通量由對流傳質(zhì)方程計算。物料內(nèi)部的質(zhì)量擴散速率只與物料特性（如熱導率、物料成分、物料結(jié)構(gòu)等）有關，而與外部條件無關，稱為“內(nèi)部條件控制的擴散過程”，其擴散速率和質(zhì)量通量由質(zhì)量傳遞方程計算