Глава 09. Внутренняя структура объектов сушки

Внутренняя структура капиллярно-пористых и коллоидных ка­пиллярно-пористых материалов отличается большой сложно­стью, что обусловлено разнообразием форм, размеров ивзаимного расположения пор, капилляров и элементов твердой фазы объектов сушки. На рис. 1-23 показан схематически фрагмент капиллярно-пористого тела. Дать точное математическое опи­сание таких тел произвольной структуры невозможно.

Для облегчения математического описания пористой струк­туры и анализа явлений сорбции или капиллярного влагопере­носа обычно прибегают к модельным системам, представляю­щим твердую фазу (скелет) капиллярно-пористого тела в виде совокупности элементов канонической формы: пластин, цилинд­ров, шаров.

При таком подходе достигается во многих случаях значи­тельное приближение к реальным пористым структурам. Так,, слои пластин образуют щелевидные или клиновидные капилля­ры, характерные для слюды, в то время как совокупности ори­ентированных длинных цилиндров образуют протяженные ка­налы, представляющие собой в поперечном сечении криволиней­ные многоугольники (рис. 1-24), число углов которых зависит от координационного числа укладки. Такая структура характер­на для древесины, хлопка и др.

Совокупность микросфер образует поры и капилляры слож­ной ромбоэдрической или тетраэдрической формы переменного поперечного сечения. Наглядное представление о форме капил­лярных каналов дает рис. 1-25, показывающий единичные ячейки регулярной (кубической и гексагональной) укладки шаров. Такая структура характерна для силикагеля, адсорбентов и многих полимерных материалов.

Пористая структура объектов сушки характеризуется разме­рами, формой, извилистостью, взаимным расположением и свя­занностью пор, их распределением по размерам, удельной по­верхностью и относительной пористостью.

Относительная пористость (или просто пористость) опреде­ляется отношением объема всех пор к объему тела в соответст­вии с приведенной выше зависимостью (1-60). Для оценки раз­меров пор используется условное понятие: ширина поры, под которой понимают диаметр или радиус цилиндрической поры, расстояние между стенками щелевой поры, диаметр (радиус) окружности, вписанный в поперечный профиль сложной поры, либо эффективный диаметр, определяемый сорбционными мето­дами или методами ртутной порометрии.