Свойства влажных материалов

Тепловая сушка - это сложный теплотехнологический процесс, который приводит не только к обезвоживанию, но и к изменению свойств и характеристик высушиваемого материала.

Тепловая сушка – это совокупность тепловых и массообменных процессов, происходящих внутри влажного материала (внутренняя задача сушки) и за пределами его поверхности (внешняя задача сушки) и обеспечивающих его обезвоживание.

Классификация сушимых материалов:

1. капиллярно-пористые;

1. коллоидные;

2. капиллярно-пористые коллоидные.

Капиллярно-пористые материалы при сушке практически не изменяют свои размеры. При глубоком обезвоживании и механическом воздействии они могут быть превращены в дисперсные материалы (обоженные керамические материалы, активированный уголь, песок).

Коллоидные материалы при сушке существенно изменяют геометрические размеры, сохраняя эластичные свойства (желатин, мучное тесто).

Капиллярно-пористые коллоидные материалы имеют капиллярно-пористую структуру, но стенки капилляров эластичны, способны к набуханию при увлажнении и усыханию при сушке. Материалы этой группы обладают свойствами материалов первых двух групп. Большинство влажных материалов относятся к третьей группе (торф, ткани, кожа, древесина).

Свойства влажных материалов и скорость процессов переноса в них зависят от форм связи влаги с материалом.

Выделяют три формы связи влаги с материалом:

• химическую;

• физико-химическую;

• физико-механическую.

Химически связанная влага образуется в точных количественных соотношениях и включает ионную и молекулярную влагу. Эта влага может быть удалена только при химической реакции или при прокаливании.

Физико-химическая влага – это влага в виде адсорбированного пара из окружающей среды поверхностью в порах, пустотах и капиллярах, составляющих материальный скелет вещества (адсорбционно связанная влага), и влагу, проникающую в материал за счет осмотического давления (осмотически связанная влага).

Физико-механическая влага (влага, удерживаемая в неопределенных количествах) включает влагу, находящуюся в микро- и макрокапиллярах, порах, пустотах, а также влагу смачивания, проникающую в материал при непосредственном соприкосновении его с жидкостью.

Таблица 1 – Классификация форм связи влаги с материалом

Физико-химическая связь						Физико-механическая связь
Адсорбционная влага			Осмотическая влага			Влага микрокапилляров	Влага макрокапилляров	Влага смачивания
Мономолукулярная	Полимолекулярная			Осмотическая	Структурная
Связанная						Свободная
Равновесная		Удаляемая

В действительности нет четкой границы между отдельными формами связи влаги с материалом.

Количество влаги в материале в расчете на единицу массы абсолютно сухого материала называется влагосодержанием. Влагосодержание определяется:

в долях ;

в процентах , %.

Если рассматривать количество влаги в материале в расчете на единицу общей массы, то это называется влажностью материала и определяется:

в долях ;

в процентах,

где G_вл – количество влаги в материале; G_с – масса абсолютно сухого материала.

Связь между влажностями на общую и сухую массу:

в долях ;

в процентах .