|
При влажности испаряющей
поверхности материала ниже предела гигроскопичности давление водяного пара на
поверхности древесины ра уменьшается по сравнению с давлением пара на
поверхности воды рн той же температуры. Это понижение тем заметнее, чем ниже
влажность поверхности материала.
Следовательно, в области капиллярной конденсации
давление пара в древесине рА в изотермических условиях также определяется ее
равновесной влажностью (но по гиперболической кривой), увеличиваясь с
повышением влажности w'^ и наоборот.
Процесс испарения влаги из древесины как гигроскопического
материала удобно изучать с помощью Id-диаграммы, на которой в верхней части
нанесена шкала давлений пара рп, а в поле диаграммы показаны линии
равновесной влажности древесины (см. 31).
Для начального периода сушки влажного материала, когда
испаряется свободная влага, применяют (143) для расчета испарения воды с
открытой поверхности. Разность давления пара рм—pi определится из параметров
пара в воздухе в точке 1 по значениям tx и tM воздуха и в точке М по величине
tM на линии Ф=1 (58).
Давление водяного пара на поверхности гигроскопической
древесины определяется ее температурой и локальной влажностью.
Направление процесса (сорбция или десорбция) и его
скорость можно установить по температуре t\ и давлению пара р\ в воздухе и по
температуре tA и равновесной влажности древесины wv на поверхности материала.
Пусть точка Д (см. 58) характеризует температуру ta и
равновесную влажность wp поверхности древесины и соответствующее давление
пара рд. Если точка В или С состояния окружающего древесину воздуха не
совпадает с точкой Д, но находится на той же вертикали d=const, древесина не
будет ни испарять влагу, ни сорбировать ее, поскольку р„=ра. Однако в
тепловом отношении вследствие разности температур t— такое состояние
неустойчиво.
Анализ этого состояния имеет существенное практическое
значение. Так, во время прогрева материала перед сушкой и при охлаждении его
после сушки стремятся избежать как испарения влаги из материала, так и его
увлажнения. Это возможно, как видно из 58, если при нанесении параметров
воздуха и древесины на Idw-диаграмму будет соблюдено условие Рп=РлУ
поверхности древесины.
Наметим' точку состояния воздуха А справа от точки Д,
когда давление пара р& в воздухе будет больше, чем на поверхности
древесины; в этих условиях пар будет переходить на поверхность древесины,
увлажняя ее. Такой процесс будет продолжаться до достижения
равновесйк^авлений рА=рл. Точки Д и А могут находиться на общей кривой wP,
как показано на 58. Равновесие давлений пара в воздухе и на поверхности древесины
будет достигнуто, когда точки, характеризующие состояние воздуха А и
древесины Д совместятся на /dtiy-диаграм- ме. Если точка состояния воздуха 1
находится слева от точки Д, поверхность материала будет отдавать влагу.
Процесс испарения гигроскопической влаги будет отклоняться
от линии T=const (см. 9,6), приближаясь к линии 1=const. Поэтому, если точки
Д и 1 (см. 58) находятся на общей линии /=const, процесс может быть
адиабатным, стационарным для данной влажности поверхности древесины.
Известно, что над истинным и коллоидным растворами
давление пара ниже, чем над чистым растворителем, в частности над водой.
Поэтому раствор высыхает медленнее и кипит при более высокой температуре, чем
растворитель. Концентрация раствора при испарении растворителя постепенно
повышается, что еще более затрудняет испарение. В этом отношении между
испарением влаги из древесины и испарением растворителя из раствора может
быть проведена аналогия. Рассмотренное относится и к испарению влаги из
коллоидов. Древесина представляет собой ограниченно набухающий коллоид
капиллярнопори- стой структуры.
Кипение влаги в древесине и сушка ее в атмосферных
условиях выпариванием, когда нет потребности в воздухе как поглотителе
выделяющегося пара, возможно лишь при давлении пара на поверхности древесины
выше барометрического. Это условие справедливо для выпаривания как свободной,
так и гигроскопической влаги; в последнем случае температура влаги должна
быть выше 100° С.
При влагообмене в вакууме влага как свободная, так и
гигроскопическая будет испаряться из материала при рл>рп и выпариваться из
него при рл>ри.
|