ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Метод построения экспериментальной шкалы потенциала переноса вещества из "Тепло- и массообмен в процессах сушки" При этом необходимо, чтобы перепад температуры вдоль поры в направлении переноса был ничтожно мал, т. е. иопарение и конденсация происходили бы при одинаковой температуре. Само собой разумеется, что количество жидкости, испарившейся с одного мениска поры, должно быть равно количеству сконденоировавшегося пара на противоположном мениске поры. Тогда такой микропроцесс переноса пара внутри поры капилляра термодинамически равнозначен макропроцессу переноса жидкос1и внутри тела с критерием фазового превращения, равным нулю. [c.54] СТИ может быть выбрана произвольно из соображений удобства. [c.55] Удельные массоемкости прочих тел могут быть определены в опыте, аналогичном элементарному калориметрическому опыту по определению теплоемкости. Если эталонное и исследуемое тела привести в непосредственное соприкосновение, то в результате массообмена в конечном итоге наступит термодинамическое равновесие, характеризующееся равенством потенциалов обоих тел. Определив (путем сущки до абсолютно сухого состояния) удельное массосодержание исследуемого тела, можно вычислить его среднюю удельную массоемкость. [c.55] В описанном опыте необходимо, чтобы непосредственный контакт обеспечивал свободный массообмен между телами. Если удельное массосодержание больше максимального сорбционного массосодержания, то непосредственное соприкосновение капиллярно-пористых тел обеспечивает необходимый массообмен. При массосодержании, меньшем максимального сорбционного (гигроскопическая область), необходимым условием термодинамического равновесия является не только постоянство температур, но и постоянство влажности окружающего воздуха. Тогда паровоздушная смесь обеспечит наличие обмена веществом путем сорбции и десорбции. Обмен веществом в виде жидкости происходит между соприкасающимися поверхностями тел. [c.55] В качестве эталонного тела целесообразно выбрать целлюлозу, исходя из следующих соображений. Целлюлоза, взятая в виде листов (фильтровальной или другой бумаги), обладает большой гигроскопичностью (максимальное гигроскопическое влагосодержание около 28%) и имеет большую влажность намокания. Таким образом, все основные формы связи влаги с материалом (физико-химическая и физико-механическая) представлены в целлюлозе, что является необходимым условием для выбора эталонного тела. Кроме того, влагосодержание такого эталонного тела из целлюлозы в виде отдельных спрессованных листов легко и достаточно точно определяется по слоям. Поправка на различные сорта бумаги будет специально введена при выборе удельной массоемкости эталонного тела. [c.55] Простейший опыт состоит в следующем в полый цилиндр, открытый с двух концов и наполовину заполненный листами фильтровальной бумаги определенного влагосодержания, помещается исследуемый материал (например, насыпается влажный торф). Затем цилиндр закрывается с концов, взвешивается для определения плотности исследуемого материала и помещается в термостат. [c.55] Если влагосодержание тела меньше максимального гигроскопического, то цилиндр с открытыми концами помещают в эксикатор с определенной влажностью воздуха. [c.55] Таким образом, удельному массосодержанию эталонного тела соответствует потенциал в 100 единиц. Такой выбор удельной массоемкости обусловлен следующими обстоятельствами 1) максимальное гигроскопическое влагосодержание тела есть постоянная величина для данного тела, не зависящая от способа ее достижения (изотермы сорбции и десорбции при = 1 совпадают) 2) при применении разных эталонных тел (например, различных сортов бумаги) всегда в точке максимальной гигроскопичности буде.м иметь один и тот же потенциал, равный 100 единицам, благодаря чему вводится единая щкала потенциала, корректирующая некоторые различия отдельных образцов эталона. [c.56] На фиг. 2-6 рядом со щкалой построена шкала потенциала вещества по фор. муле (2-45). Из фиг. 2-6 видно, что массосодержание торфа увеличивается с повышением потенциала вещества по плавной кривой. При этом важно отметить, что температура не влияет на соотнощение между удельным массосодержанием и потенциалом. Несмотря на большую разницу между температурами в отдельных опытах (от 25 до 100° С), зависимость между массосодержаниями исследуемого и эталонного тел была одна и та же в широком интервале потенциала от 80 до 700 единиц. [c.57] Удельная изотермическая массоемкость численно равна частной производной удельного массосодержания по потенциалу вещества при постоянной температуре. Поэтому она может быть определена приближенно по тангенсу угла наклона касательной к экспериментальной кривой и = Ць). Такие кривые приведены на фиг. 2-6. [c.57] Тело Температура, °С Потенциал е Влагосодержание и, % с. 10= средняя удельная массоемкость, кг кг ед. пот. [c.57] Из этих кривых видно, что удельная массоемкость в большинстве случаев увеличивается с повышением потенциала. Для сосны и красной глины удельная массоемкость постоянна в значительном интервале изме.чения потенциала. Иная картина имеет место для кварцевого песка, с повышением потенциала от 100 до 700, его массоемкость увеличивается в 40 раз. Средние удельные массоемкости прцзедены в табл. 2-2, из которой следует, что наибольшей массоем,костью в интервале от 100 до 700 обладает торф, минимальной — кварцевый песок. Удельная массоемкость каолина и мучного пшеничного теста примерно одинакова и равна с у. = 0,01 10 2 кг кг ед. пот., что подтверждает одинаковый характер связи влаги с этими телами (основной связью является физико-химическая). [c.58] Вернуться к основной статье