相界
相界是指两个热力学相之间的分界面。在此界面处，物质性质会发生突变。典型的相界包括固气相、固液相和液气相。
在散装物料技术中，相界通常并非呈现为光滑的平面。它们在空间上分布不均，且随时间变化。其原因是粉末、团聚体和多孔颗粒具有很大的比表面积。因此，尽管散装物料在宏观上看起来致密，但其有效的相界面积却非常大。
对于干散装物料，固态颗粒与周围气相之间存在相界。该固气界面决定了温度控制过程中的传热以及干燥过程中的物质传递。其大小受颗粒尺寸、孔隙率和混合程度的影响。
在温度控制过程中，热量通过颗粒表面与传热流体之间的相界进行传递。热流通量通常可由以下公式描述：
Q̇ = α A_PB (T_fluid − T_solid)
- Q̇ 为传热速率
- α 为传热系数
- A_PB 为有效相界面积
- T_fluid 为流体温度
- T_solid 为固体温度
充分的混合可增大有效利用的相界面积，从而改善传热效果。在真空干燥过程中，相界位于颗粒内部或表面的液态水分与周围气相之间。液态向气态的相变发生于该界面。通过相界的物质通量由蒸汽压差决定：
ṁ ∝ A_PG (p_vapor,liq − p_vapor,gas)
- ṁ 是单位时间内的质量传递速率
- ∝ 是正比符号
- A_PG 是有效相界面积
- p_vapor,liq 是颗粒表面液体的蒸气压
- p_vapor,gas 是气相中的蒸气压
通过降低环境压力，可降低沸点并加速物质传递。在蒸发和浓缩过程中，液气界面构成相界。在此处，热传递与物质传递同时发生。输入的热量在相界转化为蒸发焓：
Q̇ = ṁ_vapor Δh_v
- Q̇ 是传热速率
- ṁ_vapor 是蒸发物质的质量流量
- Δh_v 是蒸发焓
在散装物料中，该相界可能位于颗粒表面或多孔结构内部，并在工艺过程中持续移动。
相界的位置、大小和可及性对调温、干燥和蒸发过程的效率具有决定性影响。它们决定了能耗和产品质量。通过混合、松散或有针对性的团聚，可以有针对性地影响有效相界。