матеріалів залежить від форми зв'язку вологи з матеріалом і режиму сушіння або умов випаровування вологи з поверхні матеріалу. Швидкість сушіння змінюється зі зміною вологості матеріалу.
Якщо процес вологовіддачі зобразити графічно в координатах вологість матеріалу - час сушіння, то отримаємо криву віддачі вологи, показану на рис. 1 А.
При внесенні матеріалу в сушарку з вологістю W 1 в початковий невеликий період часу t 1 майже всі підводиться тепло Q витрачається на прогрівання матеріалу. У точці В температура поверхні матеріалу t пм досягає точки роси = температурі сушильного агента по мокрому термометру, тобто (Q В»t пм ). Період зростаючою вологовіддачі з одночасним нагріванням матеріалу до точки В, де (Q В»t пм ) називають першим періодом сушіння. Він дуже короткочасний і за часом дорівнює значенню t 1 . Від точки В вологовміст починає зменшуватися з однаковою швидкістю до точки С, при цьому температура матеріалу не змінюється, що пояснюється випаровуванням вологи з поверхні матеріалу, а такий процес йде з витратою теплоти на пароутворення. У цей період температура в центрі матеріалу поступово підвищується до температури поверхні. Ділянка ВС є другим періодом, який називають періодом постійної швидкості сушіння. Точка С, що характеризує закінчення періоду постійної швидкості сушіння відповідає критичного вологовмісту матеріалу, тобто в матеріалі припиняється усадка і завершуються процеси структуроутворення. За часом цей період відповідає значенню t 2 . p> Від точки С до точки D процес видалення вологи з матеріалу сповільнюється і крива на графіку наближається до значення U р - рівноважного вологовмісту (на графіку пунктирна лінія). Ділянка СD відноситься до третього періоду - періоду падаючої швидкості сушки. Він найтриваліший і за часом дорівнює значенню t 3 . Точка D на графіку відповідає середньому кінцевому вологовмісту матеріалу U до . Зазвичай сушку не ведуть до стану U до і вивантажують матеріал з установки раніше, ніж закінчиться третій період. Видають з установки матеріал при середньому влагосодержании U в , коли температура поверхні матеріалу дорівнює температурі центру матеріалу, тобто t пм = t цм . p> Швидкість сушіння dw/dП„, показана на рис. 1 Б, визначається методом графічного диференціювання як tg кута нахилу a дотичної в будь-якій точці вологовіддачі. p> Максимальний значення швидкості сушіння спостерігається в другому періоді, коли кут a найбільший. При рівноважної вологості U р кут a = 0, а отже, і швидкість сушіння теж дорівнює 0. p> Розкриємо сутність поняття критичне вологовміст матеріалу. Як було зазначено раніше, в цей момент припиняється усадка, і завершуються процеси структуроутворення. У матеріалі утворюються пори і капіляри. Усадка йде тільки до якогось певного вмісту вологи. Тому встановлювали вологовміст, при якому усадка в матеріалі закінчувалася. Це вологовміст для кожного матеріалу своє і називається критичним. Існує думка, що після досягнення критичного вологовмісту матеріал можна сушити як завгодно швидко. Але практика показала, що в деяких випадках він таки розтріскується. Причина такої поведінки матеріалу пояснюється тим, що критичне вологовміст для одного і того ж матеріалу не постійно і залежить від режимів сушіння. Наприклад, приймемо за початкове критичне вологовміст значення U кр , отримане дослідним шляхом. При більш швидкій сушці критичне вологовміст вже буде іншим U кр * , стане вище, тобто U кр * > U кр . При більш повільній сушці критичне вологовміст для цього ж матеріалу U кр ** стане менше U кр , тобто U кр ** кр . Цю залежність необхідно враховувати, призначаючи режими сушіння виробів.
Усадка і деформації, що виникають в процесі сушіння
При сушінні керамічних і деяких теплоізоляційних матеріалів відбувається видалення вологи, частки матеріалу зближуються, і загальні розміри виробу скорочуються. Для багатьох матеріалів об'ємна усадка підпорядковується лінійному закону. Залежність між обсягом тіла V і його вологовмістом U виражається формулою
V = V 0 (1 + b V U), (1)
де b V = d V/V 0 dU - коефіцієнт об'ємної усадки.
У капілярно-пористих колоїдних тілах лінійна усадка підпорядковується лінійному законом
L = L 0 (1 + b L U), (2)
де b L = d L/L 0 dU - коефіцієнт лінійної усадки, що характеризує інтенсивність зміни лінійних розмірів матеріалу.
Усадка залежить від молекулярної структури речовини і від видів зв'язку вологи з мат...
