Пористые тела, сушка

При контактной сушке механизм переноса тепла довольно сложен. При сушке капиллярно-пористых тел тепло передается главным образом переносом массы поглощенного вещества. Процесс испарения в первом периоде происходит с открытой поверхности в определенном интервале температур вальца. При высо-ких температурах интенсивность сушки определяется скоростью фазового превращения и зависит от интенсивности внутреннего парообразования. Так как надежные уравнения для определения основных расчетных параметров отсутствуют, то вальцовые сушилки рассчитывают по приближенной методике, основанной на составлении уравнений теплового баланса сушильной установки. [c.283]

Синтез пористых тел требует знания их текстуры и во многом определяется морфологией. В корпускулярных телах большая уд. пов-еть обеспечивается получением возможно меньших первичных частиц, что достигается оптимальным соотношением скоростей зародышеобразования и роста частиц (см. Зарождение новой фазы, Кристаллизация). Объем пор определяется плотностью упаковки частиц. Напр., в гелях плотность упаковки зависит от соотношения прочности скелета гидрогеля и разрушающих его поверхностных сил при образовании в процессе сушки менисков межмицеллярной жидкости. Сушка прочных состарившихся гелей сохраняет их рыхлую структуру и дает системы с большим объемом пор при сушке свежеобразованных гелей рыхлая структура разрушается и происходит переупаковка частиц под влиянием мощных капиллярных сил, в результате образуются тела с малым объемом пор. Размер пор регулируется размером частиц и плотностью их упаковки. В губчатых и кек-рых корпускулярных структурах образование пор достигается удалением одного или нескольких компонентов твердого тела при растворении (пористые стекла, скелетные катализаторы), дегидратацией гидроксидов или терморазложением солей (пористые оксиды разл. природы), частичным окислением (активные угли) и др. процессами. Текстура продукта определяется концентрацией и дисперсностью компонентов в исходном материа- [c.70]

В большинстве технологических процессов массообмена твердых тел и текучей среды структура твердой фазы представляет собой капиллярно-пористую систему (исключение составляют лишь процессы растворения чистых веществ и кристаллизации). Вещества, предназначенные для избирательной адсорбции паров (газов) или каких-либо компонентов из жидкой фазы (адсорбенты), специально приготовляют таким образом, чтобы они имели по возможности максимально развитую внутреннюю пористую структуру [15]. При экстрагировании растворяющиеся вещества извлекают из инертной пористой структуры твердого тела [16]. Материалы, подвергающиеся сушке, независимо от их природы также представляют собой капиллярно-пористые тела, в которых основное количество влаги заключено внутри объема пор [17, 18]. [c.32]

Для диоксида углерода при той же температуре 0°С наблюдается вторая сингулярная точка — минимум проницаемости в области, близкой к насыщению [3]. Следует отметить, что для СО2 указанные параметры состояния довольно близки к критическим. Для низкомолекулярных соединений (Нг, Не, Аг, N2, О2, СН4), критические температуры которых заметно ниже температуры разделения, проницаемость непрерывно возрастает с повышением давления в порах мембран [3]. Экспериментальный материал по проницаемости пористых мембран различной структуры достаточно ограничен, однако имеется обширная информация по массопроводности пористых тел при сушке и адсорбции [9, 14], при этом обнаруживаются подобные закономерности изменения кинетических коэффициентов. [c.58]

Обычно пористые тела классифицируют, основываясь на распределении в них пор по размерам. В процессах адсорбции, например, различают микропоры (г < 10 м), переходные поры, или мезопоры (10 <г<10 ) и макропоры (г >10 м). Применительно к процессам сушки различают пористые и капиллярно-пористые тела. В пористых телах сила тяжести влияет сильнее, чем капиллярные силы. В капиллярно-пористых телах соотношение влияния этих сил обратное. Граничный размер пор, разделяющий пористые и капиллярно-пористые тела, зависит от размеров тела. [c.181]

Так, в увлажненных данной жидкостью капиллярах, в которых образуется вогнутый мениск, давление тем меньше, чем уже капилляр. Этот факт следует учитывать при сушке пористых тел, например активированного угля, неглазированного фарфора и т. п. Чтобы из таких тел удалить воду путем испарения, необходимо этот процесс проводить при температуре выше нормальной температуры кипения жидкости. Наоборот, конденсация пара на пористых поверхностях начинается раньше, чем будет достигнута величина давления пара, необходимая для конденсации на плоских поверхностях. [c.21]

Вполне очевидно, что коэффициент массопроводности не является постоянной величиной. Он зависит от природы проходящего процесса (адсорбция, сушка, выщелачивание), от ряда факторов, определяющих величину коэффициента молекулярной диффузии, и от структуры твердого пористого тела. [c.274]

М. Ф. Казанским предложен новый метод анализа форм связи влаги с капиллярнопористыми телами (термографический метод). Сущность метода состоит в том, что весьма тщательно записываются термограммы, представляющие собой кривые изменения температуры малого образца тела в процессе сушки. При медленной сушке небольших частиц пористого тела перепады влагосодержания и температуры внутри частицы очень малы. Поэтому можно считать, что температура и влагосодержание внутри частицы распределены равномерно (квазиравновесное состояние). [c.48]

Содержание влаги в углях снижается при их обезвоживании [4, 9]. В зависимости от энергии связи влаги с пористыми телами ее подразделяют на химически связанную, адсорбционную, капиллярную и поверхностную (заполняющую пористое пространство, связанную механически). Химически связанная существующими методами не удаляется, адсорбционная — удаляется при термической обработке (сушке). Эта влага составляет в бурых углях до 17%, в длиннопламенных — 8—10%, в коксующихся — 2—4%. Капиллярная и поверхностная влага могут быть удалены при механическом и термическом воздействии. [c.48]

Влажные материалы представляют собой пористые коллоидные тела, влага в которых соединена со скелетом тела разными по своей физической природе силами. Механизм переноса влаги определяется формой связи влаги с влажным телом, особенностями его структуры и термодинамическими условиями взаимодействия тела с окружающей средой. Стенки скелета пористого тела впитывают воду, в результате чего тело при увлажнении набухает, а при сушке дает усадку. [c.391]

Одним из распространенных видов адсорбентов являются силикагели, получаемые обработкой ортокремниевой кислоты минеральными кислотами. При сушке образующегося гидрогеля получают ксерогель — твердое пористое тело глобулярной структуры. Для получения силикагеля с заданной структурой пор до сушки гидрогель обрабатывают растворами солей, дегидратирующими или поверхностно-активными веществами. Кроме того, для заданного изменения структуры пор силикагеля применяют одновременную обработку водяным паром и температурой. Характер изменения структуры пор в этом случае зависит не только от исходного состояния геля, но и от температуры и давления водяного пара. [c.110]

Важнейшей характеристикой высушиваемого материала является сорбционное равновесие его с влажным воздухом. На рис. 3.1 приведены изотермы сорбции и десорбции паров воды на ПВХ-С-70, полученные статическим и динамическим (хроматографическим) методами [94]. На обоих графиках имеет место сорбционный гистерезис, типичный для капиллярно-пористых тел. Значительно более широкая петля гистерезиса, получающаяся по хроматографическим данным, объясняется присущей динамическому методу тенденцией к занижению равновесной влажности продукта при адсорбции и завышению при десорбции. Для расчетов процесса сушки необходимо иметь изотермы десорбции в достаточно широком интервале температур. В результате исследования сорбционных свойств большой группы полимерных материалов на основе винилхлорида и акрилатов предложено следующее уравнение для описания кривых десорбции в интервале относительной влажности воздуха ( от О до 1,0 [94] [c.88]

Замечание. Процесс обезвоживания хрупких лиогелей является необратимым. Получаемые после сушки ксерогели при повторном оводнении не могут быть возвращены в первоначальное состояние. Они ведут себя как пористые тела, которые можно пропитать любой смачивающей их поверхность жидкостью. [c.243]

Эластичные куски гидрогеля промывают водой, сушат, дробят на куски и прокаливают. При сушке образуются твердые пористые тела глобулярной структуры, называемые ксерогелями. Адсорбенты получаются разными в зависимости от режима сушки и обработки. [c.169]

В верхней части рис. 17.2 дан график изменения скорости сушки. Во время прогрева материала скорость сушки резко возрастает (участок /), затем остается постоянной (II) и в период падающей скорости постепенно снижается (111) и становится равной нулю, когда достигается конечное равновесное влагосодержание. Форма линии графика на участке 111 может быть различной — прямой или вогнутой, или выпуклой, или S-образной — в зависимости от свойств материала. Для капиллярно-пористых тел характерна форма, показанная на рис. 17.2. [c.360]

Аиализ имеющихся решений некоторых частных задач внутреннего переноса с учетом фильтрационного движения влаги показывает, что возникающее ири сушке капиллярно-пористых тел локальное внутреннее давление имеет максимальное значение. Положение максимума в процессе сушки обычно перемещается от наружных участков тела во внутренние. [c.250]

Эта система дифференциальных уравнений описывает перенос тепла и влаги в капиллярно-пористом теле в процессе его сушки и перенос тепла и вещества в химических процессах (обжиг и т. д.). Термодинамика необратимых процессов открывает большие возможности для исследования силикатов. Однако для решения системы дифференциальных уравнений, которые можно составить при использовании экспериментального материала, полученного непосредственно в процессах термической обработки силикатов, требуется знание определенных краевых условий, которые в настоящее время не всегда доступны. [c.46]

Тепломассообменные процессы — совмещенные процессы переноса теплоты и массы в капиллярно-пористых телах. Они протекают с изменением физического состояния распределяемого компонента и сопровождаются затратой и высвобождением значительного количества теплоты фазового перехода. К тепломассообменным процессам относятся сушка, варка, ректификация, обжарка, выпечка и др. [c.719]

К этому результату можно прийти на основании следующего анализа. Известно, что при (Gr Рг) < 1 10 суммарный коэффициент теплопроводности в дисперсных средах равен коэффициенту молекулярной теплопроводности, т. е. перенос тепла происходит при помощи теплопроводности. Величина Ог-Рг = 1 -10 соответствует эквивалентному критерию Re = 22. Сделаем оценку этой величины. Наибольшая интенсивность переноса влаги при сушке в конвективных сушилках составляет примерно 40 кг/м ч. В самом неблагоприятном случае диаметр эквивалентного капилляра a, составляет около 3 мм или пористость тела 70%. Вязкость воды Т)2 при температуре 30° С равна 2,88 кг/м-ч. Тогда критерий [c.449]

Коэффициент диффузии О и относительный коэффициент термодиффузии б влаги в частицах ПВХ также существенно зависят от температуры и влагосодержания и изменяются в процессе сушки в широких пределах О = 10" - 10 м /с, б = 0,001 - 0,005 кг/(кг-К), причем, если коэффициент диффузии резко возрастает с ростом С и Г, то зависимость для б имеет экстремальный характер, что также типично для капиллярно-пористых тел. [c.90]

Испытания прибора в образцах торфа, высушиваемых при МР и ЖР, показали его пригодность для записи изменений капиллярного давления. Верхний предел измерений ограничен размерами пор датчика и составляет в исследованной конструкции 200 см вод. ст- Применение этих приборов для регистрации давления в различных точках пористого тела позволит более детально исследовать начальную стадию усадки, обусловленной действием капиллярных сил, и изменение влагопроводности системы в ходе сушки. Такие сведения, наряду с данными о послойной усадке, позволят получить достаточно полную картину одновременно идущих процессов структурообразования и переноса влаги, определяющих конечные свойства продукции, получаемой в результате сушки. [c.406]

Пористые тела различной природы являлись объектами длительного изучения в связи с процессами сушки [128], адсорбции [193] ионного обмена [90], катализа [158]. Основное внимание уделялось изучению внутреннего строения, его влияния на перенос вещества. Структура пористого тела связана с его природой, происхождением, механической обработкой. [c.31]

По своей структуре алюмосиликатный катализатор может быть отнесен к числу коллоидных капиллярно-пористых тел. Он при удалении влаги из эластичного состояния переходит в хрупкое. При поглощении влаги не набухает. При сушке значительно сжимается [14]. [c.91]

Состояние всасывания — такое состояние пористого тела во время сушки, когда капиллярное всасывание приводит к всасыванию воздуха в поры. Состояние жидкости, при котором невозможно капиллярное течение, наблюдается в порах твердого материала, когда уже исчезла сплошная пленка жидкости вокруг и между отдельными частицами, так что за счет капиллярных сил движение влаги уже не может осуществляться. Это состояние следует за состоянием всасывания (капиллярного подъема). [c.500]

Некоторые природные алюмосиликаты состоят из отдельных пористых зерен, в которые легко проникает адсорбируемое вещество. Такие сыпучие пористые тела широко применяются для разных целей адсорбционной техники, в частности очистки минеральных масел. К ним принадлежат кизельгур, флоридин, крымский кил и др. В последнее время много внимания уделяется новому адсорбенту — цеолиту. Поры его обладают радиусами от 4 до 5 Л° и больше, а поверхность, доходящая до 1000 м г, — значительной адсорбционной способностью. Особенно эффективно применяется этот адсорбент при сушке газов, поступающих на катализ под давлением. Тщательная сушка здесь необходима потому, что даже небольшие примеси влаги, конденсируясь, снижают каталитический эффект. В отличие от других адсорбентов (силикагеля и алюмогеля) адсорбционная способность цеолитов не снижается при повышении температуры почти до 100°. [c.15]

К. к. может наблюдаться не только в системах жидкость-пар, но и в заполняющих пористое тело бинарных жидких смесях вблизи критич. точек смешения, а также в промерзающих пористых телах при наличии прослоек незамерзающей воды на внутр. пов-сти пор. К. к. используют для улавливания паров пористыми сорбентами. Большую роль К. к. играет таюке в процессах сушки, удерживания влаги почвами, строит, и др. пористыми материалами. При р р, < 1 отрицат. капиллярное давление может удерживать вместе смачиваемые жидкостью частицы, обеспечивая прочность таких структур. В случае несвязных пористых тел возможна их объемная деформация под действием капиллярных сил-т. наз. капиллярная контракция. Так, рост капиллярного давления является причиной значит, усадки таких пористых тел при высушивании. К. к. может быть причиной прилипания частиц пыли к твердым пов-стям, разрушения пористых тел при замораживании сконденсир. жидкости в порах. Для уменьшения эффекта К. к. используют лиофобизацню пов-сти пористых тел. [c.308]

В промышленности, в том числе и в химической, процессу сушки подвергаются разнообразные по свойствам материалы. В сушильной технике влажные материалы принято разделять на три группы каииллярно-иористые, коллоидные и коллоидные капиллярно-пористые тела. [c.234]

Пойятие потенциала 0 суммарно учитывает все потенциалы элементарных переносов массы, которые зависят в основном от температуры и влагосодержания (см. гл. 1). Так, например, капиллярный потенциал переноса включает в себя поверхностное натяжение жидкости, которое зависит от температуры, и среднюю кривизну капилляров, еще не освободившихся от жидкой фазы. В процессе сушки первыми освобождаются от влаги наиболее крупные поры, следовательно, среднее значение радиусов пор, еще заполненных жидкостью, уменьшается по мере снижения влагосодержания влажного материала. Таким образом, потенциал переноса влаги является функцией локальных значений температуры и влагосодержания капиллярно-пористого тела 0(i, и). [c.241]

В уравнении (5.17) первое слагаемое правой части выражает поток тепла внутри влажного материала за счет теплоироводности. Последнее слагаемое соответствует внутреннему источнику (стоку) тепла за счет выделения тепла при конденсации пара или расходования тепла при локальном исиарении жидкости. Конвективный перенос тепла жидкой и паровой фазами внутри капиллярно-пористых тел при сушке оказывается пренебрежимо малым. Таким образом, для определения нестационарных полей влагосодержания и температуры внутри капиллярно-пористопэ влажного тела необходимо анализировать систему дифференциальных уравнений (5,16) и (5.17), которые при постоянных значениях коэффициентов переноса будут иметь вид [c.244]

Эксперименты с различными телами, подвергающимися промышленной сушке, показали, что практически все кинетические коэффициенты в достаточно широком диапазоне изменения влагосодержания и температуры изменяются, причем часто — весьма существенно [1, 7]. Так, коэффициент потенциалопроводности как правило, значительно уменьшается при уменьшении и (рнс. 5.3). Термоградиентный коэффициент для капиллярно-пористых тел по мере уменьшения и вначале увеличивается, а затем уменьшается (рис. 5.4). Аналогичные результаты получены [8] при исследовании массопроводных свойств некоторых адсорбентов (рис. 5.5). [c.245]

Проведение синтеза полимера или формования изделия в присутствии растворителя с последующим его удалением, после чего в полимере остаются полости достаточно больших размеров, ранее занятые растворителем. При удалении растворителя (сушке) из набухших студней, или гелей большую роль играют усадочные напряжения, приводящие к возникновению усадочных деформаций и к стягиванию структурного каркаса, т. е. к усадке всего материала. Это подробно было исследовано Ребиндером [7] и Острико-вым [8]. В результате усадочных напряжений в процессе высыхания тело может сжиматься в 8—20 раз. При этом в пористых телах происходит сближение стенок пор, а в некоторых случаях — полное их закрывание. [c.494]

В книге обсуждается роль поверхностных сил не только в статике, но и в кинетике. На основе неравновесной термодинамики проводится рассмотрение процессов переноса в тонкопористых телах и тонких пленках жидкостей. В таких системах дальнодействие поверхностных сил приводит к появлению новых кинетических эффектов, таких, например, как капиллярный осмос, обратный осмос и диффу-зиофорез, лежащих в основе ряда технологических процессов. Особенности течения жидкостей в тонких порах и пленках важны для понимания закономерностей фильтрации, капиллярной пропитки и диффузионного извлечения, сушки и многих других массообменных процессов. Совместный анализ процессов тепло- и массопереноса позволил развить теорию термоосмоса, а также теорию термокристаллизационного течения незамерзающих прослоек и пленок воды в промерзших пористых телах. Эта теория дала объяснение известных явлений морозного пучения грунтов и разрушения пористых тел при промораживании. [c.5]

Применение в качестве сушильного агента перегретого водянохс пара вносит ряд особенностей в сушку ПВХ. При конвективной сушкс дисперсный материал быстро нагревается до температуры мокрогс термометра, которая в случае паровой среды при атмосферном давлении равна 100 °С, т.е. температуре кипения. Как показывают опыты, этот период занимает большую часть (90 - 95%) общего баланса времени сушки [38]. При сушке ПВХ в зтих условиях полимер находится в высокоэластическом состоянии, так как Г(. = 80 °С. Под действием давления паров, образующихся при кипении внутренней влаги, скелет капиллярно-пористого тела благодаря своей эластичности будет растягиваться, расширяя проходное сечение пор и капилляров. При этом создаются условия для постоянной релаксации давления и поддержания постоянной температуры частицы ПВХ. В этом случае сопротивление диффузии существенно снижается (величина критерия Лыкова достаточно велика) и устанавливается эквивалентный тепло- и массообмен, когда количество испаряемой из частицы влаги точно эквивалентно подведенному к материалу количеству тепла. Таким образом, задача массопереноса сводится к чисто теплообменной, т.е. классической задаче нагрева сферы. [c.114]

Полученные результаты мы объяснили, пользуясь известными представлениями о корпускулярном строении коллоидной кремнекислоты и ее химических свойсгвах. При этом также учитывались свойства кремнегеля как ка-пиллярно-пористого тела, формирование которого в процессе сушки в значительной степени определяется прочностью скелета [431. Прочность каркаса геля, в свою очередь, связывали с влиянием электролитов на процесс агрегирования частиц геля. В соответствии с этим формирование мелкопористой структуры силикагеля из гидрогеля, промытого подкисленной водой, мы объясняли большей эластичностью его скелета, легко деформирующегося в процессе сушки эффект водопроводной воды относили за счет увеличения жесткости каркаса геля вследствие [c.28]

Массообменные процессы широко используются в химической и смежных с ней отраслях промышленности для разделения жидких растворов и газовых смесей, для концентрирования растворов, для очистки от нежелательных примесей технологических потоков или жидких и газообразных отходов производства, для улавливания цевщых компонентов и т. п. Такого рода технологические цели реализуются в процессах абсорбции, перегонки, ректификации, экстракции, растворения и экстрагирования из твердых пористых тел, кристаллизации, адсорбции и термической сушки. [c.265]

Проведенное в работе [72] сравнение двух способов дегидратации гетеросетчатых карбоксильных катионитов обнаружило меньшее искажение размеров неоднородности сетки на первом надмолекулярном уровне (узелки, домены) при лиофильном высушивании по сравнению со сменой растворителя. Кроме того, для сохранения особенностей строения полимерной сетки, полученной в метастабильном состоянии при разделении фаз и стабилизируемой взаимодействием с растворителем, важным моментом является скорость высушивания. При сравнении лиофилизованного образца гетеросетчатого катионита Биокарб-Т и высушенного с очень малой скоростью (5 мес) при комнатной температуре показано, что скорость высушивания влияет на морфологию дегидратированного сополимера, которая максимально сохраняется при лиофилизации, тогда как во втором случае за счет капиллярного сжатия происходит постепенное уплотнение первоначально хрупкого пористого тела до плотности монолита (рис. 2.1). В частности, на основании этих данных в дальнейшем с целью подготовки образцов сополимеров для электронно-микроскопического исследования был выбран метод лиофильной сушки, что совпадает с рекомендациями авторов [73]. [c.24]

Период постоянной скорости для некоторых материалов (торф, лигнин и др.) характеризуется непрерывным увеличением интенсивности сушки с уменьшением влагосодержания, что связано с интенсивным парообразованием во всей массе тела аналогично процессу выпаривания жидкости из пористых тел. На рис. 5-32 приведено влияние режимных параметров р, V, 4) и характеристик тела (/ , Ыо, Ро) на скорость сушки N (%1мин) в периоде постоянной скорости сушки. [c.263]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология