傳熱控制模型和傳質控制模型

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定在某一狀態，升華穩定進行。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，升華過程仍能穩定運行。

如果升華出來的水蒸氣因干層傳質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能力所限的過程，稱為傳質控制過程。研究這類凍干過程，應以傳質方程作為計算基礎。傳質方程只描述了影響傳質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，因此這樣建立的數學模型稱為傳質控制模型。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，也有的是受傳質控制，但大多數制品在升華開始時，干層很薄，傳質阻力很小，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，而在受傳質限制階段采用傳質控制模型計算。