当含水率大于平衡水分的湿物料与污泥烘干机干燥介质(不饱和空气)接触时，其表面水分汽化，形成表面与内部的湿度差，水分由内部向表面扩散。在干燥的不同时，干燥过程的控制机理有所不同。

表面汽化控制  表而汽化速率小雨内部扩散速率。内部水分能迅速到达表面，物料表面足够湿润，其表面温度可取湿空气对应的湿球温度。干燥速率受表面汽化速率控制，此类干燥操作完全根据干燥介质性质而定。如：纸、皮草的干燥、内部扩散控制  表面汽化速率大于内部扩散速率。内部水分不能迅速到达表面，物料表面不能完全湿润，蒸发面向物料内部移动。这种情况必须想法增加污泥烘干机内部扩散速率，或降低表面汽化速率、测定污泥烘干机干燥过程中物料含水率和温度随时间的变化关系通常采用干燥动力学实验。由于污泥烘干机工作原理和过程的复杂性，实验一般是在恒定干燥条件下进行的。