ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Процесс испарения воды под воздействием инфракрасных лучей из "Практические применения инфракрасных лучей " Исследование поглощения, которое для точности проводилось на очень тонких слоях, порядка нескольких микрон, показывает, что полосы поглощения расположены примерно у 1,5 2 3 4,75 и 6 мкм. Для воды в парообразном состоянии каждая из этих полос поглощения распадается на многочисленные максимумы. [c.230] Рассматривая чисто практические применения, мы можем ради простоты исходить из усредненных спектров, так как под воздействием некоторых влияний максимумы поглощения подвергаются смещению. Так, можно наблюдать легкое смещение максимумов поглощения при увеличении толщины исследуемого слоя воды. При этом три первых максимума (при 1,5 2 и 3 мкм) смещаются в сторону больших, а последний — в сторону меньших значений длин волн. [c.230] Кривые на рис. 162 и 163 показывают пропускание воды на различных участках спектра. [c.230] Среди факторов, которые также могут оказать влияние на поглощение, упомянем температуру, которая приводит к практически чувствительным различиям. Так, Коллинз [Л. 440] наблюдал смещение максимума поглощения в сторону коротких длин волн с увеличением интенсивности максимума поглощения. Это изменение особенно заметно для полосы 0,85 МКМ] оно представлено на рис. 164. [c.231] Действительно, при сушке между лампами и обрабатываемым объектом образуется атмосфера, более или менее насыщенная парами воды, сложными парами, дымами и т. п., с чем связана та или иная степень легкости прохождения сквозь эту атмосферу полезных лучей. Правда, инфракрасные лучи, ближние и используемые для сушки, проходят еще достаточно хорошо сквозь легкий туман и практически надо лишь обеспечить такую аэрацию или вентиляцию, чтобы не образовывались плотные пары. [c.232] Что касается пункта б , то мы считаем, что воду, если она связана с материалом химически в форме гидрата, не так легко удалить из материала как в том случае, если она просто смешана физически с инертным и нерастворимым порошком. Кроме того, в такой смеси сушка будет происходить быстрее в том случае, если порошок является сильно поглощающим (пример графит), нежели в том случае, если порошок хорошо отражает излучения (пример порошок бронзы). Даже при одинаковом цвете разница в коэффициентах поглощения будет играть значительную роль. Так, легче высушить влажную массу прусской лазури, хорошо поглощающей инфракрасные лучи, чем массу с тем же содержанием воды и того же цвета, но состоящую из синего ультрамарина, обладающего меньшим поглощением. Величина частиц также играет значительную роль тонкие и аморфные порошки удерживают воду лучше крупнозернистых кристаллических порошков. [c.232] Такая множественность факторов указывает на сложность проблемы. Если вода существует, как это имеет место в растительных соках, растворах растительных смол или в суспензиях латекса и т. п., в форме дисперсионной среды для таких коллоидов, как сыворотка, альбумин, смола и т. д., то она оказывается настолько связанной, что ее испарение или удаление является делом очень трудным. [c.232] Во время своих первых опытов компания Форда, как мы уже говорили, имела дело с тремя источниками инфракрасных лучей проволочными нагревателями (737°С), лампами накаливания с угольной нитью (1870° С) и лампами накаливания с вольфрамовой нитью-(2760° С). Хотя это непосредственно не относилось к проблеме сушки лаков, инженеры компании изучили прозрачность воды для инфракрасных лучей. Они установили чисто практически, что доля общего потока излучения, проникающая в вещество на ту или иную глубину, сильно зависит от вида источника излучения. [c.232] Можно легко заметить, что для одной и той же температуры поверхности поглощение, приходящееся на каждый слой воды толщиной в 1 мм, значительно больще для лампы с угольной нитью при температуре 1870° С, чем для лампы с вольфрамовой нитью при температуре 2760° С, что, очевидно, приводит к сокращению продолжительности сущки при использовании ламп накаливания с пониженной температурой накала нити. [c.233] Вещества, очень хорошо пропускающие излучения, мало нагреваются, так же как и вещества, хорошо отражающие. Нагревание вызывается только поглощением при этом поглощение должно распределяться, насколько это возможно, в массе вещества таким образом, чтобы сушка этого вещества была активной и правильной, а вследствие этого быстрой и рациональной. [c.233] С рядом работ [Л. 443], процесс сушки в обычной сушилке может быть разделен на три фазы. [c.235] Впервой фазе влажность наружных слоев прогрессивно уменьшается до некоторого предельного значения. Когда оно достигнуто, кривая претерпевает перелом в критической точке, которая отмечает начало второй фазы (рис. [c.235] Практически никакое тело не является достаточно тонким, чтобы его сушка ограничивалась одной этой фазой. [c.235] В очень тонких телах сушка практически заканчивается во второй фазе. [c.235] Для тел массивных и толстых эта фаза является преобладающей по сравнению с предыдущими. [c.236] Рассмотрим теперь в свете сказанного действие инфракрасных лучей в процессе сушки. Теплота, рассеянная телом, нагретым менее чем до 800° С (радиаторы, нагретый воздух, печи сопротивления), поступает и поглощается на поверхности лаков, эмалей, водных тел, причем поглощение будет, например, порядка 95% на поверхности и только от 1 до 3% на глубине 1 мм. Это поглощение практически будет нулевым на глубине 2—3 мм от поверхности. [c.236] В противоположность этому, проникающее инфракрасное излучение (например с длиной волны 12 000 А) будет поглощено на поверхности только наполовину или около этого около 15% его будет поглощено на глубине 1 мм и т. д., во все уменьшающейся пропорции но даже на глубине нескольких сантиметров проникающее излучение будет еще заметным. [c.236] Можно отметить, что поглощение инфракрасных лучей жидкостью не является пропорциональным глубине, так как первый миллиметр может пропустить, например, только 10% полного излучения, в то время как следующий миллиметр может пропустить 90% излучения, проникнувшего до него. [c.236] Эта кажущаяся аномалия зависит от того, что большая часть энергии, достигнувшая поверхности, поглощается за счет вторичных явлений, и это именно то, чего мы избегаем, используя выделенные проникающие лучи. [c.236] Путем применения проникающих инфракрасных лучей осуществляется желательное распределение энергии в массе обрабатываемого материала, и третья фаза сушки оказывается значительно облегченной, причем окончательное равновесие может быть приближено к теоретическому сухому состоянию или к состоянию сухости окружающей атмосферы. Быстрое распределение тепла на большую толщу вещества, в которой осуществляется теплообмен, в конце концов дает возможность производить сушку при меньшей температуре. [c.236] Вернуться к основной статье