轉(zhuǎn)鼓干燥的傳熱傳質(zhì)機(jī)理
干燥是傳熱傳質(zhì)同時(shí)進(jìn)行的傳遞過程，這兩個(gè)過程密切相關(guān)。在轉(zhuǎn)鼓干燥操作中，濕物料再轉(zhuǎn)鼓外壁上成膜后，料膜與轉(zhuǎn)鼓外壁的接觸相當(dāng)好。這種假設(shè)對于液態(tài)物料干燥的傳熱傳質(zhì)計(jì)算不會產(chǎn)生較大的誤差，因而可以認(rèn)為料膜和轉(zhuǎn)鼓外壁之間無附加熱阻存在。
轉(zhuǎn)鼓干燥的傳熱機(jī)理由三部分組成：鼓內(nèi)加熱介質(zhì)的對流傳熱，如蒸汽冷凝傳熱；構(gòu)層、鼓壁和料膜的導(dǎo)熱；料膜外側(cè)的對流傳熱。嚴(yán)格來講，在料膜和外界空間交界處存在著一個(gè)由物料濕分汽化形成的層流底層。熱量的傳遞是以導(dǎo)熱方式通過此層流底層后，才能達(dá)到以對流傳熱方式為主的熱量傳遞區(qū)域。由于此層流底層的厚度難以測定，所以其熱阻的計(jì)算可采用傳熱學(xué)中對流傳熱系數(shù)的處理方法，將此層流底層的熱阻合并到對流傳熱系數(shù)中去。對流傳熱系數(shù)包括了轉(zhuǎn)鼓外側(cè)層流底層的導(dǎo)熱與外層空間對流傳熱兩種傳熱方式。
干燥過程中，在熱量傳遞的同時(shí)進(jìn)行質(zhì)量傳遞。料膜得到熱量，溫度升高；濕分分子獲得熱能，分子運(yùn)動(dòng)速度加快。當(dāng)濕分分子所具有的動(dòng)能大道足以克服濕分分子之間的引力和濕分分子與固態(tài)物料分子之間的引力時(shí)，濕分分壓超過環(huán)境中的該物質(zhì)分壓，濕分分子向環(huán)境擴(kuò)散，并隨之引起料膜內(nèi)濕分分子在料層中由內(nèi)向外的遷移。由此料膜中傳質(zhì)方向和傳熱方向一致，并且傳熱速度越大，傳質(zhì)速度也越大。當(dāng)外表濕分汽化速度為控制因素時(shí)，干燥過程表現(xiàn)為恒速階段；而當(dāng)濕分分子在料層中的內(nèi)部遷移為控制因素時(shí)，干燥過程則表現(xiàn)為降速階段。
轉(zhuǎn)鼓干燥中的傳熱速度和傳質(zhì)速度與料液的物性、濃度、比熱容、表面張力、膜厚、轉(zhuǎn)速等諸多因素有關(guān)。工程中采用實(shí)驗(yàn)的方法確定這些因素對轉(zhuǎn)鼓干燥的影響。
