5.5.3 Равновесие при сушке.
При постоянном давлении и определенной температуре влажный газ (воздух) характеризуется величиной относительной влажности:
(5.179)
Если давление пара жидкости в материале
отличается от парциального давления
пара в газовом потоке
,
то между двумя фазами будет иметь место
массообмен вплоть до
.
При этом наступает состояние динамического
равновесия, которому соответствует
предельная влажность материала,
называемая равновесной влажностью,
Направление массопереноса определяется
соотношением
и
.
Если
- перенос влаги к твердому телу (сорбция),
если
- перенос влаги из твердой фазы (десорбция).
Каждому значению
соответствует определенная
,
имея совокупность величин
,
можно построить изотерму для влажного
тела.
Пусть
соответствует равновесная относительной
влажности
.
Если
-
последует десорбция – сушка материала.
Если
-
будет сорбция – увлажнение материала.
влажное состояние
гигроскопическое состояние
связанная
влага свободная
влага
равновесная
удаляемая
влага
влага I
II
зона зона
Рис.5.64 Диаграмма состояния влажного материала
(равновесная кривая сушки).
Пусть
влагосодержание
материала, соответствующее равновесному
состоянию с газом, относительная
влажность которого
.
Если тело влагосодержанием
находится в контакте с газом, относительной
влажности
,
процесс сушки будет происходить до тех
пор, пока влагосодержание не дойдет до
которая
соответствует данной влажности. Разность
представляет
собой относительное количество влаги,
которое может быть удалено при
относительной влажности газовой фазы
.
Когда влагосодержание твердого тела
ниже
,
давление паров жидкости в материале
.
Влага, соответствующая такому
влагосодержанию, называется связанной.
Если влагосодержание материала превышает
,
тогда
Поэтому
влагу, соответствующую разности
влагосодержаний
,
называют свободной, несвязанной.
максимальное гигроскопическое
влагосодержание.
При влажности больше влага заполняет все макропоры и капилляры твердого тела и содержится на го поверхности. Испарение идет с поверхности воды.
Таким, образом, можно выделить две зоны:
зона влажного состояния, когда давление паров жидкости в материале не зависит от влажности материала и равно давлению насыщения свободной жидкости при температуре материала;
зона связанной влаги (гигроскопического состояния), когда давление пара жидкости над поверхностью материала отличается от давления насыщенного пара свободной жидкости и зависит от его влажности и температуры.