4. Механизмы перемещения влаги в процессе сушки материалов и изделий силикатной технологии.

Сушка глиняных изделий может производиться в естественных условиях, однако она мало управляема (т.к. зависит от побочных условий) и идёт очень медленно (7-20 суток в зависимости от влажности и габаритов изделий). Поэтому в основном используется искусственная сушка. Сушильным агентом, как правило, служит воздух, нагреваемый до определённой температуры в зоне охлаждения обжиговых агрегатов или в специальных нагревательных устройствах, установленных в непосредственной близости от сушилок или в самих сушилках. Часто в качестве сушильного агента используют дымовые газы от обжиговых печей. Возможны и другие способы сушки.

1. При радиационном методе сушки сушильным агентом также является воздух, а нагрев изделий и выделение влаги происходит за счёт радиационного нагрева от теплоизлучателей. газовых беспламенных горелок, электроламп инфракрасного излучения и прочее.

2. Высокочастотная сушка основана на превращении энергии электрического тока высокой частоты (1-6 МГц) в тепловую энергию при прохождении его через влажное тело. В этом случае изделие сушится не только с поверхности, но и по всему объёму, что приводит к существенному снижению времени сушки.

Режим сушки подбирается опытным путём и должен обеспечивать получение высококачественных бездефектных изделий с заданной влажностью за короткий срок и с наименьшими затратами теплоты и энергии.

5. Влаго- и термовлагопроводность, условия сушки

Регулирование интенсивности испарения влаги в различные периоды сушки, усадки полуфабриката и усадочных напряжений, продолжительности сушки, свойств и скорости движения теплоносителя достигается соответствующим режимом сушки.

Режим сушки — это комплекс мероприятий, предусматривающий минимальное время, необходимое для сушки изделий с учетом их свойств, формы, размеров и особенностей сушильных устройств, а также рациональный подвод теплоты к высушенному изделию с минимальными потерями теплоты и изделий.

6. Что такое усадка

Усадка - уменьшение линейных размеров и объёма материалов вследствие потери ими влаги, уплотнения, затвердевания и подобных процессов. Данное понятие часто применяется в цементной или керамической промышленности.

Говоря о глине, большая часть воды испаряется в процессе сушки, при контакте с воздухом. Но, только пройдя через огонь, глина полностью теряет воду, при этом ее структура изменяется. Испарение воды вызывает усадку глиняной массы на 6-12%. Чем пластичнее глина, тем больше ее усадка.

7. Влияние различных факторов на усадочные напряжения

По мере удаления влаги уменьшается объемная доля воды, заполняющей микрокапилляры и образующей вогнутые мениски на границе изделие—воздух. Поверхностное натяжение оставшейся в капиллярах воды увеличивается, что приводит к сближению частиц, обусловливающих усадку полуфабриката. Усадка происходит до тех пор, пока частицы не придут во взаимное соприкосновение. Возникающие при этом силы трения частиц возрастают и в момент, когда они превысят силы поверхностного натяжения влаги в капиллярах, усадка прекращается.

Возникновение напряжений в процессе сушки объясняется неравномерной усадкой материала в результате различных условий для внешней и внутренней диффузии влаги, разноплотности, разнотолщинности, анизотропии структуры изделий. Величина внутренних напряжений зависит в основном от свойств и первоначальной влажности материала, режима и скорости сушки, вида изделий. Внутренние напряжения пропорциональны величине усадки. Чем больше перепад влажности поверхностных и внутренних слоев, тем больше усадочные напряжения.

Воздушная усадка полуфабриката начинается в местах интенсивной влагоотдачи, т. е. с его поверхности. Усадка поверхностных слоев при влажных внутренних слоях сопровождается образованием в них растягивающих усилий. Давление сжимающих поверхностных слоев вызывает сжатие внутренних слоев.

При неравномерной сушке в различных сторонах полуфабриката возможно его коробление. При скорости сушки, значительно превышающей допустимую для данной массы, в высушенном полуфабрикате могут сохраниться остаточные напряжения, придающие ему хрупкость.

Сама же усадка, как и величина усадочных напряжений, регулируется вводом добавочных материалов, изменяющих условия внутренней и внешней диффузии влаги.