ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Свойства влажных материалов из "Сушка в химической промышленности" Сушке подвергаются влажные материалы с разной структурой, различными физико-химическими, механическими и другими свойствами. Знание этих свойств позволяет правильно выбрать наиболее рациональный способ сушки и конструкцию аппарата. [c.22] Связь влаги с материалом. Свойства влажных материалов в значительной степени определяются формами связи содержащейся в них воды. В работах П. А. Ребиндера [42] показано, что единственно правильным методом оценки форм связи влаги с материалом является определение величины энергии связи, т. е. работы, совершаемой при отрыве 1 моль воды от вещества постоянного состава с данным влагосодержанием. [c.23] По величине и природе энергии связи следует различать четыре формы связи воды с дисперсными системами. [c.23] Химически связанная вода. Различают ионную связь влаги с материалом и воду молекулярных соединений типа кристаллогидратов ( aSO4 пН2О), причем связь последней с материалом значительно слабее. Свободную энергию связи воды и теплоту разрыва связи можно рассчитать, приняв за основу зависимость давления насыщенного пара свободной воды от температуры. [c.23] Адсорбционно связанная вода. Основное ее количество находится в виде мономолекулярного слоя на поверхностях капилляров пористого тела. Адсорбция воды сопровождается выделением тепла. Мономолекулярный слой воды находится под большим давлением, обусловленным молекулярным силовым полем, в результате чего плотность жидкости увеличивается. Адсорбционно связанная вода несколько отличается от свободной воды (теплоемкость ее меньше единицы, она обладает свойствами упругого твердого тела, не способна растворять электролиты и т. д.). [c.24] Капиллярно связанная вода. Вода, заключенная в капиллярах, является свободной водой, за исключением тончайшего слоя адсорбционно связанной воды у стенок капилляра. Однако давление пара в капилляре отличается от давления паров над плоской поверхностью. [c.24] В условиях полного смачивания энергия капиллярной связи не зависит от свойств стенок и от количества воды в капиллярах. [c.24] Давление пара жидкости над мениском макрокапилляра (г 10 б см) практически равно давлению насыщенного пара над свободной поверхностью жидкости. [c.24] Работами Н. Н. Федякина [43] было установлено, что поверхностное натяжение и вязкость воды в капиллярах радиусом до 3,8.-10 6 см такие же, как и для свободной воды. [c.24] Небольшое понижение давления пара раствора указывает на наличие связанной воды. [c.24] Кроме перечисленных форм связи влаги с материалом необходимо учитывать свободную механически захваченную воду, удерживаемую в дисперсной системе. Сюда надо отнести также воду, поглощенную материалом при непосредственном соприкосновении с ней. [c.25] В зависимости от количества поглощенного вещества и форм связи влажные материалы можно разделить на следующие группы капиллярно-пористые, коллоидные и капиллярно-пористые коллоидные. [c.25] Если жидкость связана в материале в основном капиллярными силами, то он называется капиллярно-пористым (песок SiO2, активированный уголь, обожженная глина и т. д.). Такие вещества после удаления жидкости часто становятся хрупкими, неэластичными, впитывают любую смачивающую жидкость. [c.25] В случае преобладания осмотической формы связи влаги с материалом его называют коллоидным (желатина, мучное тесто и т. д.). Такие тела при удалении жидкости значительно изменяют свои размеры. [c.25] Капиллярно-пористые коллоидные тела обладают свойствами капиллярно-пористых и коллоидных тел. [c.25] Количество связанной воды определяется по теплотам смачивания абсолютно сухого тела, по изменению электро-физических характеристик тела (электропроводность, произведение электрической проницаемости на тангенс угла диэлектрических потерь и т. д.). Электро-физические характеристики для жидкости, связанной адсорбционно, и для капиллярной жидкости резко различны. [c.25] Гигротермическое равновесное состояние влажных материалов. Исследование равновесного состояния влажного материала представляет значительный интерес для изучения связи влаги с материалом и имеет также большое практическое значение для технологии сушки материалов. [c.25] В состоянии равновесия с влажным воздухом температура тела равна температуре воздуха, а давление паров воды в теле (ры) равно парциальному давлению в воздухе (рс). В этот момент (при ры = /7С) влажность тела имеет определенное значение, называемое равновесной влажностькГили равновесным влагосодер-жанием. [c.25] Равновесная влажность зависит от температуры, влажности воздуха и от способа достижения равновесия. Если тело в процессе равновесия отдает влагу, равновесие достигается путем десорбции, или сушки. Если тело поглощает влагу, равновесие наступает в результате сорбции, или увлажнения. [c.25] Явление гистерезиса объясняется, вероятно, тем, что при определении зависимостей Wp = / (ф) в опытах не достигается полное равновесие по всему объему тела. С помощью кривых сорбции можно определять формы связи влаги с материалом, если одновременно снимать его термограмму (зависимость температуры тела от его влажности). Для большинства материалов равновесная влажность уменьшается с повышением температуры. Подобные кривые сорбции получаются и для других жидкостей (спирта, бензола и т. д.). При равновесном состоянии (точка А на рис. 1-8) в среде с ф = 1,0 тело приобретает максимальную сорбционную влажность, называемую гигроскопической влажностью (влагосодержа-нием). Эта величина является основной характеристикой гигроскопических свойств тела. [c.26] Вернуться к основной статье