Drying of a porous layer in an external constant electric field (electroosmotic drying)

Автори

Veronika Dmytruk, Національний університет "Львівська Політехніка"; Bogdana Gayvas, Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics and Mathematics of NAS of Ukraine; Bogdan Markovych, Lviv Polytechnic National University; Anatolii Dmytruk, Lviv Polytechnic National University; Yevhen Chaplya, Pidstryhach Institute for Applied Problems of Mechanics and Mathematics of NAS of Ukraine
DOI: https://doi.org/10.15587/978-617-8360-09-2.ch4

Ключові слова:

Математична модель, сушіння, електроосмотичне сушіння, одностороннє сушіння, двостороннє сушіння, ізотермічне сушіння, конвекція, дифузія, перенесення тепла і маси, капілярно-пористий матеріал, капілярні ефекти, термодинаміка континууму, волога, перенесення вологи, багатокомпонентна система, фаза, фазовий перехід, структурна модель, стала технологія, дисперсні матеріали, газосуспензійний стан, флюїдизація, напруження, оптимізація, деформація, анізотропія, чисельні методи

Анотація

У цьому розділі представлено математичне моделювання процесу сушіння пористого шару під дією зовнішнього постійного електричного поля з урахуванням електроосмотичного впливу на масо- і теплообмін. Сформульовано математичну модель електроосмотичного сушіння на основі зв'язаних рівнянь переносу вологи, електрокінетичної течії та теплових ефектів. Аналіз розглядає як природні, так і конвективні умови сушіння, включаючи вплив електроосмотичних сил на міграцію вологи в пористому середовищі.

В роботі досліджено фундаментальні механізми електроосмотичного видалення вологи, включаючи утворення подвійного електричного шару на межі розділу між поровою рідиною і твердим скелетом, конкуренцію між електроосмотичними і капілярними силами, а також перехід між різними режимами сушіння. Для опису процесів переносу в пористій області отримано систему рівнянь, що включає модифіковані співвідношення Стефана-Максвелла та узагальнений закон Дарсі.

Проведено чисельне моделювання. Експерименти продемонстрували вплив ключових параметрів, таких як напруженість електричного поля, вологість, температура та коефіцієнти масопереносу, на кінетику сушіння. Результати показують, що збільшення напруженості електричного поля значно прискорює видалення вологи, особливо на початковій стадії сушіння, коли домінують електроосмотичні сили.


DRYING PROCESSES: APPROACHES TO IMPROVE EFFICIENCY

##submission.downloads##

PDF

Сторінки

117-157

Опубліковано

березня 31, 2025

Категорії

Авторське право (c) 2025 Veronika Dmytruk, Bogdana Gayvas, Bogdan Markovych, Anatolii Dmytruk, Yevhen Chaplya

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Деталі щодо доступних видів видань: PDF

PDF

ISBN-13 (15)

978-617-8360-09-2

Як цитувати

Gayvas, B., Markovych, B., Dmytruk, A., & Chaplya, Y. (2025). Drying of a porous layer in an external constant electric field (electroosmotic drying). в V. Dmytruk (ред.), DRYING PROCESSES: APPROACHES TO IMPROVE EFFICIENCY (с. 117–157). Kharkiv: ПП "ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР". https://doi.org/10.15587/978-617-8360-09-2.ch4