ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поглощение влаги материалами из "Основы тепло- и массообмена" Механизм сорбции. Процесс поглощения телом газов, паров или. растворенных веществ из окружающей среды называют сорбцией. Сорбция включает как адсорбцию — поверхностное поглощение, так и абсорбцию — поглош,ение вещества всем объемом поглотителя. Поглощение вещества часто оказывается весьма сложным, включающим в себя оба эти процесса. Характер адсорбции жидкости твердым телом зависит от краевого угла 6 (см. рис. 1.39) и состояния микрорельефа поверхности. [c.105] Приведенные формулы могут быть применены для капилляров, радиус которых находится в пределах 0,5-10 г 10-1 км. [c.106] на поверхности крупных пор образуется пленка жидкости, а в мелких порах происходит капиллярная конденсация. Оба эти процесса относятся к неактивированной сорбции и характерны для неорганических материалов. В процессе неактивированной сорбции происходит молярное перемещение влаги внутрь материала по законам капиллярного движения. [c.106] Для большинства полимерных материалов характерна активированная сорбция, при которой происходит непосредствен-ноё внедрение молекул воды между молекулами диэлектрика молекулы БОДЫ имеют размеры в тысячи раз меньше размеров мак-ромолёк) л полимера, и поэтому происходит растворение молекул воды в полимере, которое сопровождается частичным раздвижени-ем, а иногда и разрывом цепей макромолекул. При этом возможно частичное набухание полимера. [c.106] Для неполярных и слабополярных диэлектриков (целлулоид) я=1, для волокнистых материалов (электрокартон, бумага) п 1. [c.107] Помимо сорбционной формы связи воды с твердыми материалами существует химическая, пли кристаллогидратная, форма связи. В первом случае молекула воды не входит в молекулярную структуру тела и не образуется новое вещество, во втором случае наличие воды приводит к структурным изменениям к перестройке кристаллической решетки или получению новой кристаллической решетки. Промежуточное положение между сорбционной и химической формами связи занимают вещества, в которых вода образует водородные связи с материалом (бумага, целлюлоза и др.). Опыты показывают, что одно и то же количество поглощенной влаги по-разному влияет на электрические параметры материалов определяюшим фактором в этом случае является не столько количество поглощенной влаги, сколько форма ее распределения в материале (сферические образования, нити, пленки). Вода обладает значительной электропроводностью и высокой абсолютной диэлектрической проницаемостью е, поэтому увлажненный материал можно рассматривать как неоднородный диэлектрик с полупроводниковыми включениями, роль последних выполняет вода. Сорбируя воду, электроизоляционные материалы ухудшают свои электрические характеристики (падает удельное сопротивление, растут tgo и 8, уменььчается электрическая прочность материала). [c.107] Если внутри влажного материала имеется перепад температур, то под влиянием температурного градиента влага в виде жидкости или пара перемещается по направлению потока теплоты. Это явление было открыто в 1934 г. А. В. Лыковым процесс перемещения влаги называется термов л аго проводностью. [c.107] С увеличением температуры уменьшается поверхностное натяжение Оп воды и согласно формуле (1.238) возрастает давление паров р над мениском, а влага начинает перемещаться в сторону низких температур (рис. 1.46, б). Движению жидкости в пористом теле по направлению потока теплоты способствует также наличие защемленного воздуха. При повышении температуры давление защемленного воздуха увеличивается и жидкость проталкивается по направлению потока теплоты (рис. 1.46, в). [c.107] Таким образом, перемещение влаги в материале осуществляется благодаря диффузии (молекулярное перемещение), капиллярному движению (молярное перемещение) и механическому проталкиванию защемленного воздуха. Закон диффузии и капиллярного перемещения можно объединить в один закон влагопроводно с т и плотность потока влаги пропорциональна градиенту концентрации. [c.107] Влажностные характеристики. Наиболее полно процессы сорбции влаги и ее проникновения в толщу материала описываются влажностными характеристиками, имеющими непосредственную связь со структурой материала и его химическим составом. К числу влажностных характеристик относятся коэффициент вла-гопроницаемости В, коэффициент растворимости влаги iB материале/г и коэффициент диффузии D. [c.108] 239) следует, что коэффициент растворимости hp равен количеству паров воды, растворившихся в 1 м материала при давлении паров в I Па. [c.108] Значения влажностных параметров для ряда электроизоляционных материалов приведены в [2] и имеют следующий порядок D = 10- -M0- 2 ыЧс, B-10- 2-f-10- 6 кг/(м-с-Па), hp=lO - -г-10 кг/(м -Па). [c.108] С увеличением температуры значения В и D возрастают из уравнений (1.242) и (1.244) следует, что Ен--=Ев—Ев, т. е. энергия активации процесса растворения может быть положительной и отрицательной, а /zp с ростом температуры может увеличиваться или уменьшаться. [c.109] Вернуться к основной статье