ВОПРОС № 2. СТАТИКА СУШКА.

Каждый твердый влажный материал способен поглощать влагу из окружающей среды или отдавать ее окружающей среде. Окру­жающая влажный материал среда может содержать либо только водяной пар, либо смесь водяного пара с газами. Обозначим пар­циальное давление водяного пара в смеси с воздухом р_п. Влаге, со­держащейся во влажном материале, соответствует определенное давление водяного пара р_м, называемое давлением водяного пара во влажном материале.

При контакте материала с влажным воздухом возможны три состояния системы:

1) давление водяного пара во влажном высушиваемом материа­ле р_м больше, чем его парциальное давление в окружающем мате­риал воздухе или газе, т. е. р_м > р_п. В этом случае происходит про­цесс десорбции влаги из материалов в окружающую среду, т. е. процесс сушки. Давление водяного пара в высушиваемом матери­але р_м зависит от влажности материала, температуры и характера связи влаги с материалом;

2) парциальное давление пара в окружающей среде больше, чем его давление во влажном материале, т. е. р_п > р_м. В этом случае происходит сорбция влаги материалом, т. е. процесс увлажнения материала;

3) значения давления водяного пара во влажном материале и в окружающей среде равны, т. е. р_м = р_п. В этом случае наступает ди­намическое равновесие. Влажность материала, при которой насту­пает динамическое равновесие, называется равновесной влажностью W_р. Равновесная влажность зависит от парциаль­ного давления водяного пара р_п или пропорциональной ему отно­сительной влажности воздуха φ. Зависимость равновесной влаж­ности от φ при t = const называется изотермой сорбции и устанавливается экспериментальным путем.

Состояние динамического равновесия является предельным в процессах сушки и увлажнения. При сушке давление пара у поверхности материала, уменьшаясь, стремится к равновесному. При увлажнении, наоборот, давление паров у поверхности, увели­чиваясь, стремится к равновесию.

Различают свободную и связанную влагу в материале.

Под свободной влагой понимают влагу, скорость испарения которой из материала равна скорости испарения воды со свобод­ной поверхности (р_м=р_н). Скорость испарения связанной влаги из материала всегда меньше скорости испарения воды со свобод­ной поверхности. При этом р_м <р_н, где р_н — давление насыщенно­го водяного пара.

Для характеристики содержания влаги в материале используют понятия: влажность материала w, выраженную в процентах, и влагосодержание х, которое представляет собой содержание влаги в килограммах на 1 кг материала.

Влажность материала может быть рассчитана по отношению к его общему количеству или по отношению к количеству находя­щегося в нем абсолютно сухого вещества.