ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Равновесная влажность материала из "Сушильные установки" Если длина капилляра меньше высоты капиллярного поднятия жидкости, то у мениска создается отрицательное давление, вызывающее сужение капилляров эластичных тел и уменьшение плотности жидкости. В отличие от сорбционной влаги, которая находится в сжатом состоянии, капиллярная влага испытывает напряжение растяжения. [c.63] Капиллярное давление уменьшает давление насыщенного водяного пара над вогнутой поверхностью капилляра. В табл. 7-1 даны подсчитанные А. В. Лыковым радиусы г капилл -ров, вызывающих указанную степень понижения давления пара в капилляре pjp , где — давление насыщенного водяного пара над мениском в капилляре при полном смачивании ( os 6=1), а — давление насыщенного водяного пара над открытой плоской поверхностью при той же температуре, что и над мениском в капилляре. [c.63] С уменьшением радиуса капилляра уменьшается давление пара над вогнутым мениском в капилляре и этим объясняются следуюпше явления а) в открытом частично заполненном коническом капилляре давление пара над большим мениском будет больше, чем над меньшим, и влага будет двигаться в капилляре в направлении его сужения б) в двух сообщающихся капиллярах разных радиусов жидкость в узком капилляре будет стоять выше, чем в широком если высота капилляров меньше высоты капиллярного поднятия жидкости, то узкий капилляр будет весь заполнен и при испарении жидкости она будет подсасываться из широкого капилляра, в котором уровень жидкости будет понижаться. [c.63] Если закрытый с одного конца микрокапилляр, стенки которого могут смачиваться водой (сов6 -0), поместить во влажный воздух, то водяной пар из воздуха будет адсорбироваться на стенках капилляра и внизу его образуется слой воды с вогнутым мениском. [c.63] В зависимости от радиуса капилляра давление насьш енного пара над мениском может оказаться меньше парциального давления пара в воздухе, тогда водяной пар в воздухе нал мениском окажется пересыщенным и будет конденсироваться на поверхности мениска в капилляре это явление и называется капиллярной конденсацией. [c.63] Капиллярная конденсация будет происходить только при наличии мениска жидкости в капиллярах (порах) твердого тела. В сквозном капилляре мениск может образоваться при слиянии пленок адсорбированной жидкости в самом узком сечении капилляра, что произог-дет, если радиус этого узкого сечения будет равен толщине адсорбированного слоя жидкости при несоблюдении этого равенства мениск не образуется и конденсации не будет такой капилляр может заполниться водой лишь при непосредственном соприкосновении с ней. В несквозных порах мениск жидкости образуется от адсорбированной жидкости независимо от размера пор. [c.63] Капиллярная конденсация завершает процесс сорбции пара. [c.63] Капиллярная конденсация происходит в микропорах под действием понижения давления пара над поверхностью вогнутого мениска жидкости. В больших порах (макропо-рах) конденсация не происходит, так как р . Такие поры могут заполняться влагой при непосредственном соприкосновении с ней (влага смачивания). [c.63] Влага макропор, так же как и влага смачивания, не имеет связи с материалом и называется свободной влагой, она может быть удалена механическими способами, указанными в главе первой. [c.63] При те/ = 0, р = 0, а при влажности, при которой в материале содержится и свободная (сверх сорбированной) влага, давление водяного пара над материалом равно давлению его над чистой водой, т. е. давлению насыщенного пара при данной температуре. [c.64] Следовательно, равновесная влажность материала является функцией относительной влажности воздуха и для большинства материалов практически не зависит от температуры воздуха. [c.64] Экспериментальное определение равновесной влажности производится следующим образом в эксикаторы, на дно которых наливаются водные растворы серной кислоты различной концентрации, помещается в небольшом стаканчике навеска материала, выдерживается там при постоянной температуре и периодически взвешивается. Когда установится постоянный вес навески, определяется влажность ее по способам, указанным в главе пятнадцатой эта влажность будет равновесной, а давление пара над материалом принимается равным давлению пара над раствором серной кислоты в данном эксикаторе, которое определяется по соответствующим таблицам в зависимости от концентрации раствора и температуры в эксикаторе. [c.64] Ленина (ИвЭИ) проведена работа с хлопчатобумажными тканями, результаты которой представлены на фиг. 7-2. Кривые /—отбеленная ткань (бязь) кривые II — ткань, обработанная аппретом кривые ///—ткань, окрашенная черноанилиновой краской. [c.64] Верхние кривые получены, когда в эксикаторе ставились сухие образцы тканей, они увлажнялись путем поглощения (сорбции) влаги из воздуха в эксикаторах. Нижние кривые отображают опыты с мокрыми образцами ткани, которые доходили до равновесной влажности при их сушке (десорбция). Равновесная влажность при сушке больше, чем при увлажнении поглощением влаги из воздуха получается гистерезис влаги в материале, что характерно для капиллярной конденсации. [c.64] Существует несколько теорий для объяснения гистерезиса влаги в капиллярных телах. По одной из них причиной гистерезиса является присутствие воздуха в капиллярах, воздух сорбируется стенками капилляров и уменьшает смачивание их жидкостью. Экспериментальным подтверждением этого являются опыты, в которых навеска сухого материала предварительно выдерживается в глубоком вакууме, так что воздух удаляется из пор материала. В этих случаях площадь гистерезиса уменьшается и даже совсем исчезает, т. е. кривая поглощения (сорбции) приближается к кривой при сушке и даже совпадает с ней. Другая теория объясняет меньшуюравновеснуювлажностьприпоглощении задержкой образования мениска в капилляре. [c.64] На фиг. 7-2 верхняя кривая 1 построена на основе опытов при двух температурах воздуха точки о при = 25° С и х при г = 68° С значения р при этих температурах, приведенные к соответствующим значениям р , легли на одну кривую, следовательно, для данного материала равновесная влажность его является функцией только относительной влажности воздуха и не зависит от его температуры. [c.65] На фиг. 7-2 кривые, на которые нанесены опытные точки, построены по следующим уравнениям. [c.65] Капиллярная конденсация рассматривается всегда отдельно от чистой сорбции. [c.66] Уравнение (7-9) при = 0 дает уравнение (7-11), а при п=1 уравнение (7-12). Следовательно, приведенные уравнения являются лищь частными случаями общего уравнения (7-9), объединяющего собой все виды сорбции, включая и капиллярную конденсацию. [c.66] Значение коэффициента Ь в уравнении (7-10) зависит от вида сорбции, при сорбции паров и капиллярной конденсации величина Ь положительна, причем для растворов при сорбции газов коэффициент Ь имеет отрицательное значение, в большинстве случаев при сорбции газов Ь = —1. [c.66] Вернуться к основной статье