Книга переиздана в рамках проекта «школа бумаги»

Анализ формулы Дальтона показывает, что скорость сушки в первую 
очередь зависит от разности парциальных давлений водяных паров на по­
верхности испарения и в окружающем воздухе. Первый из этих показате­
лей зависит от температуры бумаги, а второй - от влагосодержания воз­
духа. На процесс сушки бумаги оказывает также влияние барометрическое 
давление, при котором протекает процесс. Скорость сушки обратно пропор­
циональна барометрическому давлению в сушилке.
К о н т а к т н а я с у ш к а б у м а г и н а н а г р е т о й п о в е р х н о с т и
Кинетика и механизм контактной сушки бумаги и картона на нагретой 
поверхности сушильного цилиндра были изучены А. В. Лыковым и В. В, 
Красниковым [8 и 9]. Они установили, что процесс контактной сушки бу­
маги на нагретой поверхности сушильного 
цилиндра, как и конвективный, протекает 
в несколько периодов: период подогрева, 
первый период с постоянной скоростью 
сушки и второй период с падающей ско­
ростью сушки. Установлено также, что 
период постоянной скорости сушки зани­
мает 5 0 -6 5 % времени от общей продол­
жительности сушки бумаги. Он характе­
ризуется постоянной скоростью сушки и 
постоянной температурой материала, за­
висящей от температуры греющей поверх­
ности. Период падающей скорости сушки 
характеризуется убывающей скоростью 
процесса и наличием второй критической 
точки, после которой температура бумаги 
возрастает, а температурный перепад вну­
три бумаги стремится к нулю.
Типичные кривые скорости контакт­
ной сушки бумаги и температурная кривая 
показаны на рис. 185.
Период подогрева бумаги занимает очень мало времени и не сопро- 
вождается существенным изменением влажности. Первый период сушки 
простирается от влажности 175 до 45% , до первой критической точки Кь 
Ой втором периоде сушки кривая скорости сушки имеет изгиб во второй 
критической точке 
при влажности материала около 8 - 11%. Этой точ- 
Ке соответствует также перелом в кривой температуры, начиная с которой 
!емпература бумаги возрастает.
Характер изменения скорости сушки и температуры бумаги при кон- 
актной сушке, как показали В. В. Красников и А. В. Лыков, определяется 
!Лавным образом характером связи воды с материалом. В первом периоде
Вла/киост ь
, %
Рис. 185. Кривые сушки при
контактной сушке бумаги:
т
- скорость сушки; 
tfj
- темпе­
ратура бумаги; 
К\
и 
К.%
- первая и 
вторая критические точки(тем пера­
тура греющей поверхности 100° С)
467

Рис. 186. изменение температуры 
в разных слоях (/, 
I I , I I I ,
IV)
картона 
толщиной 0,43 
мм
при контактной 
сушке при температуре греющей по­
верхности 130° С
сушки бумаги удаляется свободная влага, во втором - гигроскопическая 
(связанная). Участок кривой от первой до второй критической точки соот­
ветствует удалению капиллярной и осмотической влаги. Последний уча­
сток кривой, за второй критической 
точкой К2, соответствует удалению 
адсорбционносвязанной с 
матери­
алом влаги. Для бумаги весом 1 
м
2 
100 
г
в опытах В. В. Красникова пер­
вая критическая точка находилась в 
пределах4 0 -4 6 % абсолютной влаж­
ности, а вторая - в пределах 7 -9 %
абсолютной влажности.
По данным Д. М. Фляте [5], для 
тонкой бумаги первая критическая 
точка была при абсолютной влажно 
сти примерно 30% . Этой цифре со­
ответствует количество связанной 
воды в бумаге. Вторая критическая 
точка Д. М. Фляте не наблюдалась.
При сушке толстой бумаги и 
картона на нагретой поверхности 
сушильного цилиндра температура в 
толще бумаги неоднородна и убыва­
ет от контактного ее слоя, соприка­
сающегося с греющей поверхностью, 
к наружному. Таким образом, при 
сушке бумаги существует градиент 
температуры At в толщине листа.
Изменение температуры в раз­
ных слоях картона толщиной 0,43 
м м
показано на рис. 186.
Главные факторы 
контактной 
сушки - температура греющей по­
верхности и толщина бумаги. Влия­
ние этих факторов при 
к онтактной 
сушке,- по данным В. В. Красникова 
и А. В. Лыкова, показано на рис. 187* 
как видно из этого рисунка, при низ­
ких температурах греющей поверх- 
ности, примерно до 80° С, 
кривая 
сушки обращена выпуклостью к оси 
абсцисс (температуры греющей по­
верхности). 
П р и
этом кривые сушки для бумаги разной толщины 
с б л и ж а ­
ются. В интервале температур греющей поверхности 80 -100° С все 
кривЫе 
обращены выпуклостью 
к 
оси ординат (скорости сушки), на третьем у 
час1"
температура греющей поверхностях
Рис. 187. Влияние температуры гре­
ющей поверхности на скорость кон­
тактной сушки в первом периоде для 
бумаги и картона разной толщины:
1 - 0,16 
м м ;
2 - 0,22 
м м ;
3 - 0,43 
м м ;
4 -
0,72 
м м ;
5 - 1,65 
м м
468

ке, при температуре греющей поверхности выше 100° С все кривые перехо­
д я т
в прямые линии. У более толстой бумаги указанные выше характерные 
участки смещаются вправо, в сторону более высоких температур.
Как показали В. В. Красников и А. В. Лыков, форма кривых контактной 
сушки на трех характерных участках объясняется различным механизмом 
переноса влаги в материале при сушке. В первой области сушки при низ­
ких температурах перемещение влаги происходит главным образом в виде 
пара и частично в виде жидкости вследствие ее диффузии к перемещаю­
щейся поверхности парообразования, как и при конвективной сушке. Во 
второй области сушки пар в материале частично перемещается вследствие 
градиента общего давления, а в третьей области этот градиент становится 
основной движущей силой переноса влаги и тепла. Таким образом, в первой 
области сушки действуют молекулярный, а в третьей - молярный перенос 
тепла и влаги, определяемый градиентом общего давления. Вторая область 
переходная.
На основании этих данных можно считать, что процесс удаления влаги 
при низких температурах контактной сушки аналогичен испарению влаги 
со свободной поверхности в окружающую среду через пограничный слой, 
расположенный у поверхности испарения. В этом случае тепло от грею­
щей поверхности к поверхности испарения передается через слой матери­
ала благодаря его теплопроводности. Разность температур 
A t
между грею­
щей поверхностью и температурой контактного слоя бумаги не превышает 
Г С. При более высоких температурах греющей поверхности перепад тем­
ператур 
A t
резко увеличивается, так как образующиеся пары уносятся из 
контактного слоя к открытой поверхности бумаги под влиянием градиен­
та давления. Наряду с этим влага испаряется и со свободной поверхности. 
При высоких температурах контактной сушки (температура греющей по­
верхности свыше 100° С) преобладает молярный перенос тепла и влаги 
в результате парообразования во всем объеме высушиваемого материа­
ла. При этом разница температур 
A t
здесь достигает высоких значений, 
30-35° С и выше.
По данным В. В. Красникова и А. В. Лыкова, каждой температуре 
греющей поверхности соответствует вполне определенная температура 
контактного слоя. При этом с увеличением толщины бумаги температура 
контактного слоя повышается из-за большего сопротивления этого слоя 
выходу пара. Зависимость температуры контактного слоя от температуры 
греющей поверхности при контактной сушке бумаги различной толщины 
С казана на рис. 188.
Таким образом, температура бумаги при контактной сушке не превы­
шает 90° С даже при относительно высоких температурах греющей поверх­
ности. Температура контактного слоя более толстых листовых материалов 
Картона, целлюлозной папки) может достигать 100° С при высокой темпе­
469

ратуре греющей поверхности (выше 120-130° С).
Описанный выше механизм контактной сушки подтверждается кривыми 
распределения влаги и температуры по толщине бумаги в процессе сушки. 
Как видно из рис. 189, распределение влаги неравномерно и несимметрич­
но: наименьшее содержание влаги на всем протяжении сушки в контактном 
слое, несколько большее у открытой поверхности и наибольшее в централь­
ных слоях, при этом максимум влагосо- 
держания смещен в сторону открытой 
поверхности. 
(Интересно 
отметить, 
что при сушке бумаги с многократным
Рис, 188. Зав и си м ость м еж ду 
тем пературой
контактн ого 
слояи тем п ературой грею щ ей
поверхности в первом перио­
де суш ки д л я бум аги разной 
толщ ины :

жүктеу/скачать 17,63 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: