ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм и кинетика сушки материалов из "Расчет и проектирование сушильных установок" Механизм сушки влажных материалов определяется в основном формой связи влаги с материалом и режимом сушки или условиями испарения влаги с поверхности материала в окружающую среду. За основу классификации форм связи влаги с материалом в настоящее время принята схема, предложенная акад. П. А. Ребиндером, согласно которой различают 1) химическую связь влаги с материалом, 2) физико-химическую связь и 3) физикомеханическую связь. Химически связанная влага удерживается наибш. [c.17] При сушке обычно удаляется только влага, связанная физико-механически и физико-химически. Удаление химически связанной влаги, как правило, сопровождается изменением молекулярной структуры материала. [c.17] Кривые убыли влаги и скорости сушки, изменения влажности. материала и его температуры ири постоянных параметрах сушильного агента. [c.18] Давление р водяного пара над материалом является функцией его влажности Шр. Поэтому для различных влажностей воздуха будет соответственно изменяться влажность материала. Кривая зависимости равновесной влажности от влажности воздуха при постоянной температуре называется изотермой сорбции. [c.18] Кроме того, равновесная влажность материала является функцией температуры воздуха. [c.18] Равновесная влажность, соответствующая Рп/Рн= 1 (или ф=100%), называется гигроскопической влажностью Шг она является границей между влагой связанной и свободной. При влажности материала, большей, чем гигроскопическая, давление водяного пара над материалом равно давлению над чистой водой и не зависит от влажности (большей, чем Шг) и от свойств материала. [c.18] В начальный, сравнительно кратковременный период х тепло, воспринятое материалом от сушильного агента (горячего воздуха или топочных газов) или от радиационного источника тепла, расходуется на подогрев материала влажность материала за это время обычно уменьшается незначительно. На участке ВС скорость сушки постоянна и линия ВС — прямая. Этот период называется первым, или периодом постоянной скорости сушки. После точки С температура материала начинает повышаться, а скорость сушки уменьшается. При достижении материалом равновесной влажности г )р (в точке В) скорость сушки будет равна нулю. Второй период (участок СП) является периодом уменьшающейся или падающей скорости сушки. [c.18] Казанский экспериментальным путем подтвердил и несколько уточнил классификацию видов связи, предложенную П. А. Ребиндером. [c.18] Проектируя сингулярные точки термограммы на соответствующую кривую сушки, М. Ф. Казанский установил последовательность удаления из материала влаги различных форм и видов ее связи с веществом. В первую очередь из материала удаляются три вида влаги, связанной физико-механически а) капиллярная влага в макропо-рах б) стыковая влага и в) капиллярная влага в микропорах. Затем удаляются последовательно два вида физико-химической влаги поли-молекулярной адсорбции и моно-молекулярной адсорбции. [c.19] Осмотически связанная влага, являющаяся также физико-химически связанной влагой, но имеющая очень слабую связь с веществом материала, удаляется в начале процесса сушки вместе с капиллярной влагой, заключенной в макропорах материала. [c.19] Радиус грубых капилляров и стыков г 10 см. [c.19] Казанский получил эти результаты для тонкого материала для толстого материала, вероятно, последовательность удаления влаги будет той же, но удаление влаги по слоям будет смещаться по времени. Большинство материалов, подвергающихся сушке, являются коллоидными капиллярно-пористыми телами и у них имеют место все указанные виды связи влаги. [c.19] Лыков различает шесть возможных форм кривых скорости сушки, которые показаны на рис. 2-3, и дает им следующее объяснение. [c.19] Кривая 1 — прямая линия — возможна для тонких грубошерстных материалов. Кривая 2, обращенная выпуклостью к оси ординат, получается при сушке коллоидных тел,, содержащих влагу адсорбционную и осмотически поглощенную. Кривая 5, обращенная выпуклостью к оси абсцисс, характерна для керамических пористых тел, содержащих капиллярную влагу. Эти три кривые не имеют точек перегиба. [c.19] Кривые 4, 5 я 6 имеют точки перегиба, определяющие эторую критическую влажность. Точка 2 на кривой 4 указывает на углубление поверхности испарения внутрь материала эта точка не всегда ясно выражена иногда она совпадает с точкой и тогда кривая 4 имеет вид кривой 3. Кривая 5 верхней своей частью характеризует испарение капиллярной влаги в нижней части после точки перегиба происходит удаление адсорбционно связанной влаги. Кривая 6 встречается редко. Наиболее часто встречаются кривые скорости сушки 2, 3 а 5. [c.19] Значение рнас берется по таблицам параметров водяного пара для температуры мокрого термометра рп определяется с помощью Ы-диа-граммы или расчетом по таблицам. [c.20] Наибольшее количество влаги (от 90 до 83%) переносится за счет молекулярной диффузии вследствие разности концентраций молекул пара у поверхности влажного материала и в окружающей среде или разности парциальных давлений водяных паров у поверхности и в окружающей среде величина молярной составляющей потока пара от поверхности материала в окружающую среду достигает 16%, а доля термодиффузионного потока влаги, обусловленного разностью температур в пограничном слое, составляет всего лишь около 1 %. [c.20] С повышением температуры материала количество влаги за счет молярной составляющей потока пара увеличивается и при температуре 100° С при атмосферном давлении достигает 100% термодиффузионный поток и в этом случае имеет малое значение. [c.20] Модель молекулярного механизма внешнего теплообмена, не осложненного массообменом, можно представить таким образом вблизи поверхности теплообмена наблюдается ламинарный слой (ламинарный подслой), в котором передача тепла обусловлена только молекулярной теплопроводностью. [c.21] Вернуться к основной статье