9-2.2. Замораживание капиллярнопористых тел в вакууме

На рис. 9-3 приведены кривые кинетики охлаждения влажного сукна по его толщине. Из рис. 9-3 видно, что температура в любой точке тела понижается примерно по линейному закону. При достижении некоторой отрицательной величины температура тела резко (скачкообразно) возрастает на несколько градусов (назовем эту точку условно первой критической точкой). Наличие этих температурных скачков объясняется началом процесса кристаллизации, сопровождающегося выделением теплоты кристаллизации. Таким образом, имеет место значительное переохлаждение жидкости.

Начиная с этого момента происходит замерзание (период кристаллизации), которое протекает при некоторой постоянной отрицательной температуре (участок с постоянной температурой поверхностного слоя очень мал благодаря наличию последующей сублимации льда поверхностного слоя). Конец периода замораживания в данной точке тела характеризуется понижением температуры с течением времени.

Из рис. 9-3 следует, что кристаллизация происходит не сразу во всем объеме, а постепенно от поверхности внутрь тела, т. е. наблюдается углубление зоны кристаллизации. Чем глубже расположен слой тела, тем меньше переохлаждение жидкости, т. е. первой критической точке соответствует более высокая темпера- тура. Такая же закономерность наблюдается и в отношении температуры кристаллизации: слои, расположенные внутри тела, имеют более высокую температуру кристаллизации. Например для слоя тела, расположенного на расстоянии 2,5 мм от поверхности, температура кристаллизации равна — 4° С, а для слоя на глубине 7 мм температура кристаллизации равна —3° С. Время кристаллизации (период замораживания) увеличивается по мере углубления внутрь тела. Например, для слоя h = 2,5 мм период кристаллизации равен 3 мин, а слой h = 5 мм имеет период кристаллизации, продолжающийся 7 мин.