10.2.2. Дистилляционные влагомеры

В основу дистилляционных влагомеров положено нагревание образца исследуемого вещества в сосуде с жидкостью, которая не разлагается при нагревании и не смешивается с влагой образца. В качестве таких жидкостей используются бензол, толуол и некото­рые минеральные масла. Пары воды, выделяющейся из образца анализируемого вещества при нагревании, вместе с парами вспомо­гательной жидкости подвергаются отгонке и, проходя через холо­дильник, конденсируются в измерительном сосуде, где затем изме­ряются объем или масса влаги, выделившейся из анализируемого образца.

Эти влагомеры могут быть использованы для работы с некоторы­ми веществами, не подвергающимися разложению при нагревании, без вспомогательных жидкостей. При этом исследуемый образец ма­териала помещают в плотно закрывающийся сосуд, соединенный трубкой с холодильником. Материал в сосуде подогревается, влага испаряется, поступает в холодильник, конденсируется, и затем изме­ряется ее количество. Метод, лежащий в основе таких влагомеров, имеет много общего с методом высушивания.

Аппаратурное оформление дистилляционного метода весьма громоздко, что и ограничивает его использование в промышленных влагомерах.

10.2.3. Теплофизические влагомеры

В основе теплофизических методов лежит зависимость таких параметров, как теплопроводность, удельная теплоемкость, темпе­ратуропроводность от содержания влаги в исследуемых капиллярно-пористых материалах. Указанные параметры с ростом содержа­ния влаги монотонно и нелинейно увеличиваются, поэтому в боль­шинстве теплофизических влагомеров используется зависимость ди­намических характеристик охлаждения или нагревания тел малой теплоёмкости от содержания влаги исследуемого вещества или ма­териала, находящегося в тепловом контакте с данным телом. Значительная часть таких влагомеров базируется на зависимости между влажностью и теплопроводностью, которую измеряют по ско­рости нагрева материала, в который вводится нагреватель, или по скорости охлаждения предварительно нагретого тела.

Другим видом теплофизических влагомеров являются калори- метрические приборы, принцип действия которых состоит в опре­делении изменения температуры пробы анализируемого сыпучего материала в процессе десорбции влаги в вакууме. Десорбция при­водит к резкому понижению температуры вещества, причем гради­ент температуры пропорционален начальному влагосодержанию. Влагомерное устройство калориметрических приборов состоит из бюксы с пробой анализируемого вещества, к дну которой при­крепляется чувствительный термопреобразователь сопротивления. Устройство помещается в вакуумную камеру. С помощью измери­тельного устройства записывается изменение температуры анализи­руемого вещества, находящегося в вакууме. Величина температур­ного приращения — разность температур между участками кривой, соответствующими кристаллизации компонентов смеси, — является однозначной функцией относительно объемного содержания компо­нентов, в том числе и воды.

Калориметрический влагомер сыпучих материалов предназначен для измерения влажности в диапазоне 0,5—6%, основ­ная допустимая погрешность ±0,2%. Периодичность измерения не более 5 мин.

Калориметрический термовакуумный метод отличается высо­кой чувствительностью и точностью измерений, что объясняется значительным выделением или поглощением теплоты в процессах фазового перехода воды. Так, удельная теплота фазового превра­щения воды составляет около 2-10⁶ Дж/кг, т. е. каждый процент испаренной из образца воды в адиабатических условиях вызывает понижение температуры вещества на 10—20° С.

Все теплофизические влагомеры сравнительно просты по конст­рукции и в эксплуатации, однако на результаты измерения сильно влияют гранулометрический состав, а также плотность исследуе­мого вещества и площадь термического контакта с чувствительны­ми элементами влагомеров.