4-1.3. Зависимость между объемом тела V и его влагосодержанием

где βv, — коэффициент объемной усадки, равный

— относительному уменьшению объема тела при изменении влагосодержания на 1 кг/кг или на 1%; V0 — объем абсолютно сухого тела для материалов, имеющих усадку на протяжении всего процесса сушки или в период падающей скорости.

Для материалов, которые имеют усадку только в первом периоде (керамические материалы), под величиной V0 надо понимать некоторый условный объем, численно равный величине отрезка, отсекаемого на оси объема прямой, построенной по уравнению (4-1-4) (в этом случае V0 меньше объема абсолютно сухого тела).

Справедливость формулы (4-1-4) для материалов, линейные размеры которых изменяются по степенному закону от величины (1 +βlW) лишний раз подтверждает, что для малых градиентов влагосодержаний зависимость между l и u имеет линейный характер. При этом на протяжении процесса сушки коэффициенты линейной усадки βl или усадки по площади βs могут изменяться скачкообразно в зависимости от формы связи влаги с материалом (рис. 4-7). Графики на рис. 4-7 были построены на основании измерений образцов кожи в состоянии гигротермического равновесия материала с окружающей средой, т. е. при равномерном распределении влагосодержания. Видно, что площадь образцов кожи является линейной функцией влагосодержания. Аналогичные графики были получены и для линейных размеров образцов кожи.

Вернемся к формуле (4-1-3). Коэффициент объемной усадки определяется по величине тангенса угла яр наклона этой прямой; он численно равен произведению βvV0. Объем V0 численно равен отрезку, отсекаемому прямой на оси объема. Коэффициент βv можно определить по двум значениям V1 и V2 для влагосодержаний W1 и W2, например до и после сушки. Следовательно,

Из этих уравнений можно определить V0 и βv. Обозначим относительную (по отношению к первоначальному объему) усадку через δ:

тогда

Коэффициенты объемной усадки (в безразмерных величинах) некоторых материалов приведены в табл. 4-1.*

Из табл. 4-1 видно, что коэффициент объемной усадки зависит от структуры материала и вида связи влаги с материалом. Наибольший коэффициент усадки для макарон, наименьший — для торфа.