Глава 05.2 Поглощение жидкости материалом

Дальнейшее поглощение жидкости материалом происходит при соприкосновении с последним в результате заполнения мак­рокапилляров и пор, а также осмотического поглощения через полупроницаемые стенки замкнутых клеток. Свойства такой жидкости не отличаются от свойств свободной жидкости, и дав­ление ее пара практически равно давлению насыщения при тем­пературе материала. Как следует из кривых сорбции, если влажность материала меньше максимальной гигроскопической, то давление пара жидкости в материале меньше давления на­сыщения свободной жидкости иявляется функцией влажности и температуры материала:

Таким образом, можно выделить две области состояния ма­териала: область влажного состояния (влажная зона), когда давление паров жидкости в материале не зависит от его влаж­ности и равно давлению насыщения свободной жидкости при температуре материала; область гигроскопического состояния (зона связанной воды), когда давление пара жидкости над по­верхностью материала заметно отличается от давления насы­щения и зависит от его влажности и температуры. Границей между ними служит максимальная гигроскопическая влаж­ность. Это деление на зоны условно, так как для реального про­цесса часто при среднем значении влажности, превышающем максимальную гигроскопическую, влажность на поверхности материала может быть близка к равновесной. Схема классифи­кации материала применительно к процессам сушки дана на рис. 1-7.

Сушка многих химических продуктов происходит в области гигроскопического состояния, при этом трудно разграничить периоды, соответствующие различным видам связи влаги с мо­лекулами вещества. Поэтому для расчета процесса пользуются кривыми десорбции, полученными экспериментально при раз­личных температурах. По этим кривым можно установить связь между влажностью материала и относительной влажностью воздуха, вычислить соответствующий расход тепла десорбции и определить равновесную влажность материала при данных условиях процесса. В случае глубокой сушки при расчете аппарата необходимо учитывать энергию связи влаги с материалом, на преодоление которой требуется расходовать дополнительное тепло (кроме тепла, идущего на" парообразование). На удаление адсорбционно связанной влаги некоторых продуктов, например силикагеля, приходится еще дополнительно расходовать до 60% тепла. По­этому при расчете процесса сушки материалов, характеризую­щихся значительной связью молекул влаги с сухим веществом, следует исходить из суммарного расхода теплоты испарения свободной жидкости и теплоты (энергии) связанной влаги.