STUDY OF THE RATE OF SUBLIMATION OF DRY ICE IN THE COOLING PROCESS OF THE PULP
Authors: ГУКАСЯН А.В. , КОШЕВОЙ Е.П. , КОСАЧЕВ В.С. , РОМАНЬКОВ С.А. 
Published: November 2021

Рассмотрены процесс сублимации сухого льда и распределение температур внутри гранулы диоксида углерода при нестационарном режиме теплопередачи в пористом материале, в качестве которого использовали мятку подсолнечника температурой 19C и массой 30 г. Основой исследования был ряд экспериментов, позволяющих сформировать зависимости изменения массы гранул СО2 во времени с учетом влияния заданных внешних факторов на процесс сублимации. Для минимизации погрешностей при оценке времени сублимации в эксперименте отбирали пеллеты диоксида углерода длиной 20 мм и массой 2 г. Эксперимент проводили в двух вариантах, меняя воздействие окружающей среды на процесс сублимации: теплопередача посредством конвективного теплообмена в среде покоящегося воздуха и теплопередача в засыпке гранулы пористым материалом. Обработка результатов экспериментальных исследований проведена методами математического моделирования с использованием вычислительного пакета Mathcad. Показана возможность формирования достоверной модели с заменой параболического уравнения уравнением пробной функции, определяемой уравнением теплопроводности Фурье для одномерного тела, дальнейшее решение которого осуществлено полуаналитическим методом Галеркина. Доказано соответствие полученных регрессионных уравнений экспериментальным исследованиям. В результате исследования математической модели получены данные о динамике перемещения границы раздела фаз для пеллет цилиндрической формы. Результаты исследования могут быть использованы для расчетов режимов современного прессового оборудования.

The process of sublimation of dry ice and the temperature distribution inside the carbon dioxide granules at a nonstationary heat transfer mode in a porous material, which was used as a sunflower mint at a temperature of 19C and a mass of 30 g, are considered. Experiments allowing to form dependences of changes in the mass of CO2 granules in time taking into account the influence of specified external factors on the sublimation process were the basis of the study. To minimize errors in the estimation of sublimation time, carbon dioxide pellets with a length of 20 mm and a mass of 2 g were selected in the experiment. The experiment was carried out in two versions, changing the effect of the environment on the sublimation process: heat transfer by means of convective heat transfer in a medium of resting air and heat transfer in the filling of the granule with a porous material. Processing of the results of experimental studies carried out by methods of mathematical modeling using a computational package Mathcad. The possibility of forming a reliable model with the replacement of the parabolic equation by the equation of the trial function determined by the Fourier heat equation for a onedimensional body, the further solution of which is carried out by the semianalytical Galerkin method, is shown. The correspondence of the obtained regression equations to experimental studies is proved. As a result of the study of the mathematical model, data on the dynamics of the phase boundary movement for cylindrical pellets are obtained. The results of the study can be used to calculate the modes of modern press equipment.