傳熱控制模型和傳質(zhì)控制模型

在凍干過程中，當傳給升華界面的熱量等于升華界面升華水蒸氣的潛熱（忽略凍層和干層升溫所需的顯熱），且升華的水蒸氣能全部通過已干層擴散出去時，則升華界面的溫度和壓力會自動穩(wěn)定在某一狀態(tài)，升華穩(wěn)定進行。此時，若供熱量增大，則升華界面的溫度和壓力會上升，升華速率亦會加快，升華的水蒸氣增多，若在新的升華界面壓力下，水蒸氣還能全部擴散出去，則升華過程會在新的壓力和溫度下達到新的平衡，升華過程仍能穩(wěn)定運行。

如果升華出來的水蒸氣因干層傳質(zhì)阻力大而不能全部擴散出去，則升華界面上的壓力和溫度會繼續(xù)上升，直到制品的溫度超過其最高允許值（崩解溫度或共熔點溫度），升華過程被破壞。這種因干層的水蒸氣最大擴散能力小于該狀態(tài)下所能提供熱量的能力，要進一步提高升華速率受干層傳質(zhì)能力所限的過程，稱為傳質(zhì)控制過程。研究這類凍干過程，應以傳質(zhì)方程作為計算基礎。傳質(zhì)方程只描述了影響傳質(zhì)阻力大小的各因素對凍干過程的影響，沒有涉及傳熱對過程的影響，因此這樣建立的數(shù)學模型稱為傳質(zhì)控制模型。與此相仿，當干層的水蒸氣最大擴散能力大于該狀態(tài)下的最大供熱能力時，升華速率的進一步提高受最大傳熱能力所限。

這類問題的研究則應以傳熱方程作為計算基礎，這種用傳熱方程建立的數(shù)學模型，只描述了影響傳熱量的各因素對凍干過程的影響，稱之為傳熱控制模型。

雖然有的制品凍干過程受傳熱控制，也有的是受傳質(zhì)控制，但大多數(shù)制品在升華開始時，干層很薄，傳質(zhì)阻力很小，是受傳熱所限制的；而在升華后期，干層厚度增加，擴散阻力增大，往往變成為受傳質(zhì)所限制。對于這種情況，就應該在受傳熱限制階段采用傳熱控制模型計算，而在受傳質(zhì)限制階段采用傳質(zhì)控制模型計算。