Numerical modelling of effect of drying rate on kaolin fracturing

• Autorzy: Musielak G. , Śliwa T. , Stasiak M.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie numeryczne wpływu szybkości suszenia na pękanie kaolinu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Non-uniform distributions of moisture inside the porous materials during drying results in compressive stresses inside the material and tensional ones close to the surface. The tensional stresses together with brittleness of dry material are the reasons of fracturing of the material. In the paper the model describing the fracturing is used to examine the influence of the drying rate on fracturing. It is shown that slow drying does not involve any cracks. The quicker drying generates higher risk of fracturing, and the final fracture pattern is more complicated.

PL

Niejednorodny rozkład wilgoci wewnątrz porowatych materiałów podczas suszenia wywołuje naprężenia ściskające wewnątrz materiału i rozciągające w pobliżu powierzchni. Naprężenia rozciągające wraz z kruchością suchego materiału są przyczyną jego pękania. W artykule wykorzystano model opisujący pękanie do zbadania wpływu szybkości suszenia na pękanie. Wykazano, że powolne suszenie nie pościąga za sobą powstawania pęknięć. Szybsze suszenie powoduje większe ryzyko pękania, a końcowy obraz przebiegu pęknięć jest bardziej skomplikowany.

Słowa kluczowe

EN

creacking by drying; spring network model; mass transfer; mathematical model; numerical solution

PL

pękanie wywołane suszeniem; model sieci strunowej; transport masy; model matematyczny; rozwiązanie numeryczne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2013
• Tom: T. 65, nr 1
• Strony: 61--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.., rys.

Twórcy

autor

Musielak G.

• Poznań University of Technology, Institute of Chemical Technology and Engineering, Department of Process Engineering, pl. Skłodowskiej-Curie 2, Poznań,60-830, Poland

autor

Śliwa T.

• Poznań University of Technology, Institute of Chemical Technology and Engineering, Department of Process Engineering, pl. Skłodowskiej-Curie 2, Poznań,60-830, Poland

autor

Stasiak M.

• Poznań University of Technology, Institute of Chemical Technology and Engineering, Department of Process Engineering, pl. Skłodowskiej-Curie 2, Poznań,60-830, Poland

Bibliografia

• [1] Katekawa, M.E., Silva, M.A.: A Review of Drying Models Including Shrinkage Effects, Drying Technology, 24, (2006), 5-20.
• [2] Itaya, Y., Uchiyama, S., Hatano, S., Mori, S.: Drying Enhancement of Clay Slab by Microwave Heating, Drying Technology, 23, (2005), 1243–1255.
• [3] Musielak, G., Mierzwa, D.: Permanent Strains in Clay-Like Material During Drying, Drying Technology, 27, (2009), 894-902.
• [4] Peron, H., Delenne, J.Y, Laloui, L., El, Youssoufi, M.S.: Discrete Element Modelling of Drying Shrinkage and Cracking of Soils, Computers and Geotechnics, 36, (2009), 61–69.
• [5] Kharaghani, A., Metzger, T., Tsotsas, E.: A Proposal for Discrete Modeling of Mechanical Effects During Drying, Combining Pore Networks With DEM, AIChE Journal, 4, 54, (2011), 872-885.
• [6] Aoki, K., Dong, N.H., Kaneko, T.: Representation Method for Cracks on Drying 3D Solid by Physical Model, Electronics and Communications in Japan, 90, (2007), 50-59, (Translated from Denshi Joho Tsushin Gakkai Ronbunshi, Vol. J86-D-II, No. 12, (2003), 1756-1764).
• [7] Musielak, G., Śliwa, T.: Simulation of Crack Generation during Drying, Proceedings of the 17th International Drying Symposium (IDS 2010), Magdeburg, Germany, (2010).
• [8] Musielak, G., Śliwa, T.: Fracturing of Clay during Drying - Modelling and Numerical Simulation, Transport in Porous Media, 2, 95, (2012), 465-481.
• [9] Musielak, G., Kieca, A.: Temperature Dependence of the Moisture Diffusion Coefficient in a High Moisture Content Material, Chemical and Process Engineering, 30, (2009), 231-242.
• [10] Banaszak, J., Musielak, G.: Influence of moisture content on strength and yield stress limit of ceramic masses, Proceedings of the XII Polish Drying Symposium, Łódź, Poland, (2009), 141-146.