热分析动力学技术及其在干燥动力学研究中的应用

简要概述了热分析动力学理论。对等温和非等温热分析动力学在干燥动力学研究中的应用现状进行了综述。展望了热分析动力学技术在干燥动力学研究中的应用前景。     

氢氧化镁纳米棒的热分析干燥动力学研究

在不同干燥介质温度（333～513K）和不同物料床层厚度（0．5～7mm）的恒定干燥条件下,得到氢氧化镁纳米棒的干燥曲线和干燥速率曲线。采用热分析动力学技术对干燥动力学实验数据进行处理后,得到氢氧化镁纳米棒的干燥微分机理函数为f（1-MR）=2MR（-MR）^1/2,干燥积分机理函数为g（1-Mg）=（-lnMR）^1/2,干燥方程为Mn=exp[-（kt）^2],干燥速率方程为-dMR/dt=2kMR（-lnMR）^1/2,干燥速率常数为k=Aexp[-Ea／RT]=Aexp[-Ev（1＋CLL）／RT];指前因子A=10．741min^-1,界面蒸发活化能Ev=10．671kJ/mol,经验常数CL=100．000m^-1。     

碱式碳酸镁纳米花的热分析干燥动力学研究

以六水氯化镁和尿素为原料,采用均匀沉淀法制备出碱式碳酸镁纳米花。在不同干燥介质温度和不同物料床层厚度下,得到碱式碳酸镁纳米花的干燥曲线和干燥速率曲线。采用热分析动力学技术对干燥动力学实验数据进行处理后,得到碱式碳酸镁纳米花的干燥微分机理函数为f(1-MR)=6MR2/3(1-MR1/3)1/2,干燥积分机理函数为g(1-MR)=(1-MR1/3)1/2,干燥方程为MR=〔1-(kt)2〕3,干燥速率方程为-dMR/dt=6k2tMR2/3,干燥速率常数为k=Aexp〔-Ev(1+CLL)RT〕;指前因子A=4.0725min-1,界面蒸发活化能Ev=16.9334kJ/mol,经验常数CL=30.3135m-1。     

干燥动力学研究综述

对现有的几种干燥速率定义及其数学表达式进行了分析和比较。简述了多孔介质的干燥动力学特性及其湿分迁移机理。对薄层干燥的半理论模型、半经验模型和经验模型作了评述。     

吸湿性纤维热重干燥特性及动力学研究

为研究吸湿性纤维的干燥特性及动力学反应机理,采用非等温热重法对粘胶纤维在30—200℃温度区间范围内的干燥特性进行实验研究,利用等转化率KAS及FWO方法求解干燥过程表观活化能,并借助于固体热解的积分主曲线法(IMP)探讨纤维干燥动力学机制。结果表明:随着升温速率的提升,转化率α(TG)曲线及水分比MR曲线均向高温侧偏移;KAS和FWO方法计算所得的表观活化能值E_a值较为接近,且随转化率α升高而呈现单调性增高;通过最概然机理函数分析发现当干燥过程转化率大于0.5时,干燥过程以直接吸附水分的蒸发为主,更接近于物理化学反应,可由随机成核与随机生长A6机制描述。     

基于薄层干燥模型的褐煤干燥动力学研究

在不同颗粒直径和不同的干燥介质温度下,对褐煤进行干燥动力学实验研究。得到了褐煤的干燥曲线和干燥速率曲线,采用薄层干燥模型对实验数据进行模拟,得到了褐煤的干燥方程和干燥速率方程。提出了褐煤干燥速率常数的经验公式k=A exp[（-E_v（1+C_dlnd））/（RT）],其中指前因子A=5.819min^-1,界面蒸发活化能E_v=21347.5KJ/mol,经验常数C_d=0.0409m^-1,干燥时间指数n=1.516。     

基于薄层干燥模型的碱式碳酸镁纳米花干燥动力学研究

在不同干燥介质温度和不同物料床层厚度下,对碱式碳酸镁纳米花进行干燥动力学实验,得到其干燥曲线和干燥速率曲线。采用薄层干燥模型对所得干燥动力学实验数据进行数学处理,得到碱式碳酸镁纳米花的干燥方程为M_R=exp[-(kt)~n],干燥速率方程为-(dM_R)/(dt)=knM_R(-lnM_R)~((n-1)/n),干燥速率常数k=A exp[(-E_v(1+C_LL))/(RT)],干燥时间指数n=1.738,界面蒸发活化能E_v=16.521kJ/mol,指前因子A=7.214min~(-1),经验常数C_L=29.900 m~(-1)。     

太阳能相变储热在木材干燥中应用的初步研究

针对木材太阳能干燥间歇性的不足,在原有太阳能干燥装置的基础上,增设了多管道叉排石蜡相变储热系统。研究结果表明,随着储热系统管排数的增加（5、7、9、11排）,其放热时间逐渐缩短,换热系数呈现增加趋势,平均值分别为17．8、22．1、24．7、26．4W／（m^2·℃）;在其它参数相同的条件下,当管排数不大于5时,储热温度对换热系数的影响不大,但当管排数大于11,储热系统显热储存的热量就不能够忽略;在其它参数相同的条件下,随着风速的增加,换热系数呈现增长趋势,风速为1．0、1．5和2．0m／s时,放热速率的比值为0．89：0．94：1。     

硫酸铵微波干燥特性及动力学模型分析

采用微波干燥技术进行了硫酸铵干燥的研究.通过系统实验分析了硫酸铵微波干燥特性,并采用薄层干燥模型进行数值分析.结果表明:修正Page模型(Ⅱ)较之其他模型更适于薄层硫酸铵微波干燥的模拟.应用Fick第二定律得到微波功率230-700 W,物料质量150-300 g条件下薄层硫酸铵微波干燥的有效扩散系数的变化范围分别为:...     

棒状MgCO3·3H2O的干燥动力学研究

以六水氯化镁为原料,碳酸氢铵为沉淀剂,采用直接沉淀法,制备出长约为80μm,直径为5～10μm的棒状三水碳酸镁;通过不同热空气温度及不同湿物料层厚度下的干燥动力学实验,获得棒状三水碳酸镁的干燥曲线和干燥速率曲线。采用相变动力学理论,对干燥动力学实验数据进行拟合分析,得到棒状三水碳酸镁的干燥方程、干燥速率方程及干燥动力学参数。     

Phase Transformation Kinetics in the System Bismuth Oxide-Zirconia

The effect of ZrO₂ addition on the phase transformation of Bi₂O₃ was studied with powder X-ray diffraction and differential thermal analysis. Samples containing higher than a few mole percent ZrO₂ were obtained as the metastable β phase (tetragonal) at room temperature when they were cooled at 20°C/min from 800°C where the δ phase (fcc) is stable. When the same samples were cooled at the same rate from 1000°C, which is above the solidus, they formed the stable α phase (monoclinic) at room temperature. Evidence for the relatively higher solubility of ZrO₂ in the α phase is discussed to explain this observation.     

布洛芬热分解及其动力学研究

通过布洛芬(ibuprofen)的热分解及其动力学研究,运用简单的热分解动力学方法进行计算分析,求出相关的活化能,指前因子和动力学参数。将布洛芬每个温度范围下的热分解过程分为3个阶段分别进行分析计算,发现每个阶段都满足一级反应方程。从而算出布洛芬热分解过程的活化能,指前因子和相关系数。通过对布洛芬热分解过程的研究,及对布洛芬TG和DTG曲线的研究,得出布洛芬在热分解过程中分为3个阶段,分别进行脱水,C-C键断裂和分子键断裂。并且随着升温速率的提高,布洛芬失重速率会逐渐趋向于温度升高的方向发展,即温度升高,布洛芬最大失重速率越大。     

葡萄糖和蔗糖热分解过程的动力学分析

对葡萄糖和蔗糖的热分解过程进行了TG-DTA研究,采用Kissinger法、Friedman法及非线性拟合法获得了分解过程的反应机理和动力学参数. 结果表明,葡萄糖比蔗糖更易分解. 葡萄糖的分解过程分别为二级和一级反应,蔗糖的分解过程分别为n级和一级反应. 利用非线性拟合法给出了葡萄糖与蔗糖热分解过程的完整反应途径和动力学参数,葡萄糖三阶段的活化能分别为132, 150和253 kJ/mol,指前因子分别为11.6, 11.1和19.6 s-1;蔗糖两阶段的活化能分别为105和229 kJ/mol,指前因子分别为8.2和18.6 s-1.