Глава 04.4 Развитие классификации влажных материалов

Согласно классификации Б. С. Сажина [125], влажные ма­териалы как объекты сушки различаются по внутренней струк­туре, причем в качестве определяющей характеристики прини­мается критический радиус пор, т. е. радиус наиболее тонких пор, из которых необходимо удалить влагу для достижения за­данной конечной влажности. Термин «пора» при этом понима­ется условно и может применяться как к действительно порис­тым материалам, так и к непористым. Значения критического радиуса пор рассчитывают по функции распределения пор по радиусам f(r), получаемым из кривых гигротермического равно­весия.

При сушке влага удаляется из пористых материалов последо­вательно, сначала из крупных пор, а затем из более мелких, при этом существует однозначная взаимосвязь между влажностью материала и наибольшим радиусом пор, заполненных жидко­стью, устанавливаемая следующим соотношением [77]:

где r_min — минимальный радиус поры для данного материала; r — текущий радиус на кривой распределения пор по размерам, соответствующий дан­ной влажности материала С; p_v — объемная плотность материала.

Основываясь на этих предпосылках, Б. С. Сажин [125] предложил разделить дисперсные материалы на четыре группы в порядке уменьшения критического радиуса пор: более 100 нм (Ю^-7 м), от 100 до 6, от 6 до 2, менее 2 нм, а также на под­группы и разряды, учитывающие размер частиц материала, его адгезионно-когезионные свойства и продолжительность сушки (табл. 1-1). Такая характеристика дисперсного материала как объекта сушки позволяет сделать предварительный выбор типа сушильного аппарата.

С. П. Рудобашта в развитие классификации А. В. Лыкова предложил во всех массообменных процессах с твердой фазой (сушка, адсорбция, экстрагирование) делить материалы на три класса: непористые, капиллярно-пористые и коллоидные капил­лярно-пористые [122]. В зависимости от особенностей внутрен­него массопереноса и способности твердой фазы изменять струк­туру пор в процессе массопередачи каждый класс подразделя­ется на две подгруппы (табл. 1-2).

Основанная на энергетическом принципе классификация влажных материалов П. А. Ребиндера носит обобщающий ха­рактер по формам связи влаги с материалом. Классификации А. В. Лыкова, Б. С. Сажина, С. П. Рудобашты построены на структурном принципе и характеризуют свойства твердой фазы высушиваемых материалов. В этих классификациях в известной мере учитывается возможность структурных изменений мате­риалов в процессе их сушки: усадка, уменьшение пористости и других показателей в пределах выделенных классов, однако эти явления не увязываются с внешними условиями сушки.