Chapter 4. Drying of a porous layer in an external constant electric field (electroosmotic drying)

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.