Systems. Methods. Technologies 3(35) 2017

Systems Methods Technologies. A.G. Gorohovsky et al. Theoretical research …2017 № 3 (35) p. 107-112 110 3. При незначительных изменениях температуры агента сушки ( в пределах 5 %) J меняется по линейно - му закону . При этих допущениях из (4) можно получить сис - тему :       µ+ α =µ µ+ α =µ 2 2 0 1 1 0 ac ac J J , (21) где J 1 , J 2 — скорость убыли массы образца соответст - венно при температурах t 1 и t 2 ; µ ас 1 , µ ас 2 — химический потенциал агента сушки соответственно при темпера - турах t 1 и t 2 . Произведя вычитание второго уравнения из первого для (21), получим : 2 1 2 1 ac ac J J µ− µ= α − . Обозначим ∆ J = J 1 – J 2 , получим : 2 1 ac ac J µ− µ= α ∆ . Примем t 1 = 103 0 C (376 K), t 2 = 108 0 C (381 K) ( с учетом допущения (3) изменение температуры ∆ t = t 1 – t 2 = 5 0 C составляет 4,85 %). Для t 2 µ ас = –14,1 моль кДж . Тогда моль кДж J 7,0 = α ∆ , а с учетом допущения (3) моль кДж J 4,14 1 = α . Подставив все полученные данные в (4), получим : моль кДж 0,14,13 4,14 0 = − =µ . Г . С . Шубин в [8] приводит следующие полученные экспериментально значения энергии связи влаги с дре - весиной : при t = 20 0 C и W = 0,1 % А = 1,5 моль кДж . При этом он отмечает , что при малых значениях влажности температура слабо влияет на величину энер - гии связи влаги с материалом , что согласуется с пред - ставлениями теории адсорбции [9, 10]. Таким образом , несмотря на наличие в теоретических выкладках суще - ственных допущений , мы получили значение энергии связи влаги с древесиной одного порядка при сравне - нии с экспериментальными данными ранее проведен - ных исследований . Известно [8, 11, 12], что сорбция влаги древесиной сопровождается выделением значительного количества энергии . На рис . 1 приведена опытная кривая теплоты набухания древесины сосны , согласно которой макси - мальная теплота набухания ( при влажностях , близких к нулю ) достигает 300 ккал / кг поглощенной влаги , или 22 680 Дж / моль . При влажности древесины , близкой к 20 % и большей , теплота сорбции становится равной нулю . Для того чтобы гигроскопическая влага была уда - лена из древесины , агент сушки должен обладать вели - чиной химического потенциала не меньшей , чем рабо - та ( теплота ) сорбции влаги древесиной , т . е .: , сорб А A ≤ (22) где А — химический потенциал агента сушки ; А сорб — работа сорбции влаги древесиной . Рис . 1. Дифференциальная теплота набухания древесины ( при температуре t = 50 0 С , древесина сосны . Опытные дан - ные A.J. Stamm [11]) Химический потенциал агента сушки может быть определен по формуле : , ln ϕ −= RT А (23) где φ — относительная влажность ; R — универсальная газовая постоянная ( R = 8,31 Дж /( моль К )); Т — абсо - лютная температура , К . Очевидно , что при φ = 1,0 химический потенциал агента равен нулю . Удаление влаги из древесины при этом не происходит , влажность древесины стремится к равновесной . При φ → 0, А → ∞ , однако поскольку практически невозможно создать среду с φ = 0, то и получить агент сушки с бесконечно большой величиной химического потенциала также невозможно . Известно также , что в капиллярах достаточно мало - го радиуса ( порядка 10 -7 см ) над мениском жидкости происходит снижение относительного давления пара φ . Согласно формуле Томпсона [3], давление пара над мениском жидкости в капилляре составляет : , 2 exp       σ− = ∞ rRT V PP ж Па (24) Тогда величина коэффициента снижения давления пара ( следовательно , и φ ) составит : , 2 exp       σ− = = ∞ rRT V P P К ж (25)