Email this article 
Heat and Mass Transfer in Spray Drying Processes with Convective-Radiant Energy Supply
- Authors: Akulich P.V.1, Slizhuk D.S.1
-
Affiliations:
- Luikov Heat and Mass Transfer Institute, National Academy of Sciences of Belarus
- Issue: Vol 57, No 4 (2023)
- Pages: 389-398
- Section: Articles
- Published: 01.07.2023
- URL: https://journals.rcsi.science/0040-3571/article/view/138504
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0040357123040012
- EDN: https://elibrary.ru/VJKWTG
- ID: 138504
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
The article presents a mathematical model, numerical simulation results, and experimental investigations of heat- and mass-transfer processes, and the operating parameters of an experimental spraying plant for dehydration of concentrated solutions with convective–radiant energy supply. The article shows that the heat- and mass-transfer processes, dryer capacity, and evaporated moisture performance can be enhanced by reducing the specific heat consumption due to the impact of infrared radiation on the liquid spray plume area and the creation of a countercurrent vertical flow mode of the coolant.
About the authors
P. V. Akulich
Luikov Heat and Mass Transfer Institute, National Academy of Sciences of Belarus
Email: akul@hmti.ac.by
Minsk, Belarus
D. S. Slizhuk
Luikov Heat and Mass Transfer Institute, National Academy of Sciences of Belarus
Author for correspondence.
Email: akul@hmti.ac.by
Minsk, Belarus
References
- Долинский А.А., Малецкая К.Д. Распылительная сушка: в 2-х томах. Т. 1. Теплофизические основы. Методы интенсификации и энергосбережения. Киев: Академпериодика, 2011.
- Handbook of Industrial Drying. Fourth Edition. Edited by Arun S. Mujumdar. CRC Press. 2014.
- Тутова Э.Г., Куц П.С. Сушка продуктов микробиологического производства. М.: Агропромиздат, 1987.
- Kudra T., Mujumdar A.S. Advanced Drying Technologies. New York. Marcel Dekker, Inc. 2002.
- Акулич П.В., Драгун В.Л., Куц П.С. Технологии и техника сушки и термообработки материалов. Минск: Белорусская наука, 2006.
- Акулич П.В., Акулич А.В. Конвективные сушильные установки: методы и примеры расчета. Минск: Вышэйшая школа, 2019.
- Modern Drying Technology. V. 5: Process Intensification / E. Tsotsas and A. S. Mujumdar (Eds.). Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA: Weinheim, Germany. 2014.
- Wu Z., Yue L., Li Z. et al. Pulse Combustion Spray Drying of Egg White: Energy Efficiency and Product Quality. Food Bioprocess Technology. 2015. № 8. P. 148.
- Richard Wisniewski. Spray Drying Technology Review / NASA Ames Research Center, Moffett Field, CA 9403 // 45th International Conference on Environmental Systems 12–16 July 2015, Bellevue, Washington. P. 1.
- Феклунова Ю.С. Разработка и научное обоснование способа распылительной сушки пюре из тыквы при конвективно-радиационном энергоподводе. Автореф. На соискан. Уч. Степени канд. Техн. Наук по спец. 05.18.12. ФГБОУ ВПО “Астраханский государственный технический университет”. Астрахань. 2015.
- Акулич П.В. Способ сушки жидких материалов. Патент № 18467 Республики Беларусь на изобретение // Официальный бюллетень. 2013. № 2. С. 23.
- Акулич П.В., Бородуля В.А., Слижук Д.С. Методы повышения эффективности процессов распылительной сушки // Энергоэффективность. 2018. № 4. С. 28.
- Акулич П.В., Слижук Д.С. Термогидродинамические процессы при распылительной сушке в условиях конвективно-радиационного энергоподвода // Теоретические основы химической технологии. 2021. Т. 55. № 1. С. 34–45.
- Акулич П.В. Тепломассообмен капли раствора при комбинированном энергетическом воздействии и углублении зоны испарения // Инженерно-физический журнал. 2016. Т. 89. № 3. С. 527.
- Акулич П.В. Моделирование тепломассообмена капель при сушке перегретой жидкости в условиях комбинированного энерговоздействия // Инженерно-физический журн. 2019. Т. 92. № 2. С. 404.
- Prakash S., Sirignano W.A. Theory of convective droplet vaporization with unsteady heat transfer in the circulating liquid phase // Int. J. Heat Mass Transfer. 1980. V. 23. P. 253.
- Козырев А.В., Ситников А.Г. Испарение сферической капли в газе среднего давления // Успехи физических наук. Т. 171. № 7. 2001. С. 765.
- Терехов В.И., Терехов В.В., Шимкин Н.Е., Би К.Ч. Экспериментальное и численное исследования нестационарного испарения капель жидкости // Инженерно-физический журнал. 2010. Т. 83. № 5. С. 829.
- Varghese S., Gangamma S. Evaporation of Water Droplets by Radiation: Effect of Absorbing Inclusions // Aerosol and Air Quality Research. 2007. V. 7. №. 1. P. 95.
- Mezhericher M., Levy A., Borde I. The Influence of Thermal Radiation on Drying of Single Droplet/Wet Particle // Drying Technology. 2008. V. 26. Issue 1. P. 78.
- Архипов В.А., Басалаев С.А., Золоторев Н.Н., Кузнецов В.Т., Перфильева К.Г., Усанина А.С. Влияние механизма теплообмена на динамику испарения одиночной капли жидкости / Тезисы докладов и сообщений XVI Минского международного форума по тепло- и массообмену, 16–19 мая 2022 г. // Научное электронное издание. Минск. 2021. С. 713. https://www.itmo.by/conferences/abstracts/?ELEMENT_ID = 20225
- Бочкарева Е.М., Лей М.К., Терехов В.В., Терехов В.И. Особенности методики экспериментального исследования процесса испарения подвешенных капель жидкости // Инженерно-физический журн. 2019. Т. 92. № 5. С. 2208.
- Sazhin S.S., Rybdylova O., Crua C., Heikal M., Ismael M.A., Nissar Z., Aziz A.R.B.A. A simple model for puffing/micro-explosions in water-fuel emulsion droplets // Int. J. Heat Mass Transf. 2019. V. 131. P. 815.
- Войтков И.С., Волков Р.С., Кузнецов Г.В., Стрижак П.А. Высокотемпературное испарение капель воды в газовой среде // Журн. технической физики. 2017. Т. 87. Вып. 12. С. 1911.
- Терехов В.И., Пахомов М.А. Тепломассоперенос и гидродинамика в газокапельных потоках. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2009.
Supplementary files
