On the issues of optimization and regulation of the convective drying process of materials in drying units

У розділі представлено основні підходи до оптимізації та регулювання процесу сушіння матеріалів з урахуванням конструктивних особливостей і принципів роботи сушильного обладнання. Суттєвим фактором оптимізації таких процесів є розгляд об'єкта сушіння та математичних методів, що використовуються для опису задач сушіння. З цією метою проаналізовано широко застосовувані на практиці методи математичного моделювання капілярно-пористих і дисперсних матеріалів, а також особливості моделей, що описують тепло- і масообмін у таких матеріалах, особливу увагу приділено ролі дифузійних і термодифузійних механізмів у регулюванні вологовіддачі.

Стратегії оптимізації розроблено з використанням фундаментальних принципів сушіння, де критерій Кірпічова дає кількісну оцінку динаміки вологоперенесення, а числа Нуссельта слугують ключовими параметрами для керування температурними градієнтами та забезпечення ефективного видалення вологи. Крім того, критерій Постнова використовується як засіб оцінки балансу між температурними градієнтами і розподілом вологості, що допомагає запобігти надмірному накопиченню напружень, які можуть призвести до розтріскування. Далі досліджуються емпіричні зв'язки між цими критеріями та основними параметрами процесу, включаючи вологовміст, температуру та швидкість повітряного потоку, для підвищення ефективності сушіння та збереження структурної цілісності.

У роботі досліджено особливості побудови математичних моделей неізотермічного вологоперенесення та деформації під час сушіння капілярно-пористих, дисперсних та фрактально-структурованих матеріалів з точки зору механіки суцільних середовищ, теорії сумішей та статистичних підходів. Це дає змогу отримати максимально широкий спектр реалізацій моделей, що враховують анізотропію термомеханічних властивостей, пружну і в'язкопружну поведінку, усадку матеріалу та інші релевантні фактори.