上述毛細(xì)管多孔膠體材料是生活和生產(chǎn)過程中最常見的材料之一。木材、皮革、食品等都是這種材料,是干燥中研究比例較高的一種材料。這種物體很容易從大毛細(xì)管中取出水,但很難從微毛細(xì)管或細(xì)胞壁中取出水。因此,材料中水的遷移過程不僅要通過大抱的習(xí)慣,還要通過微毛細(xì)管,包括細(xì)胞腔中自由水的排出。
由于消耗與材料中水的結(jié)合不僅表現(xiàn)在細(xì)胞壁排放的水或平衡含水量以下,而且在整個(gè)排水過程中,在水遷移過程中有能量消耗,因此干燥過程應(yīng)視為能量和材料的總和遷移。由于材料結(jié)構(gòu)復(fù)雜,如熱敏材料和活性生命材料(如種子),傳熱和傳質(zhì)過程的機(jī)制非常復(fù)雜。
那么干燥含水的濕材料需要使用什么波段的紅外加熱管呢?短波還是中長波?讓我們首先了解物質(zhì)中水的形狀和吸收波段的峰值。
根據(jù)水與材料的結(jié)合,也可分為化學(xué)結(jié)合、物理化學(xué)結(jié)合和物理機(jī)械結(jié)合三種形式?;瘜W(xué)結(jié)合是水與化學(xué)力和固體的結(jié)合,水存在于材料的分子中,如硫酸銅晶體水(CuSO4·5H2O),如果我們想通過加熱和防水來去除這種水,就會更加困難。一般來說,這個(gè)過程不包括在干燥過程中,但碳纖維加熱管紅外干燥方法成功地去除了鎂礦球的結(jié)晶水。
由于氫鍵力或范德華力的結(jié)合,物理化學(xué)結(jié)合水是水或溶劑與物料之間的氫鍵力。這種結(jié)合是基于物料與水分子之間的作用物料的內(nèi)外活性表面通過分子引力吸收液體或氣體。兒媳的液體厚度可達(dá)數(shù)百個(gè)液體分子直徑,但第一層液體分子與材料結(jié)合最強(qiáng)。未來,基層與材料的結(jié)合相對較弱。一旦周圍介質(zhì)條件發(fā)生變化,除第一層液體分子外,其他分子層容易損壞。
物理機(jī)械結(jié)合是以水分在物料毛細(xì)管里形成的表面張力相結(jié)合。由于水與大抱習(xí)慣的結(jié)合力很弱,他的存在與純水相似,其特性是在任何溫度下,物料表面水分的蒸汽壓等于純水在此溫度下的飽和蒸氣壓,水分的蒸發(fā)很容易。對于微毛細(xì)管內(nèi)形成凹面型彎月面,與微毛細(xì)管壁有很強(qiáng)的結(jié)合力,其頁面的飽和蒸氣壓低于同溫度下的飽和蒸汽壓,也就是說,當(dāng)周圍空氣濕度小于100%時(shí),蒸汽在毛細(xì)管中凝結(jié)成液體,為毛細(xì)管凝結(jié)。
以下是毛細(xì)管多孔膠材料的紅外吸收光譜。毛細(xì)管多孔膠材料(如木材、食品、水果和粉末、纖維多孔材料以及各種油漆、油漆等)具有反射、透射和吸收紅外線的特點(diǎn)。液體、膠體、毛細(xì)管多孔膠體和非晶體固體不同于氣體物質(zhì),它們不僅有振動(dòng)光譜,而且還有旋轉(zhuǎn)光譜。由于分子振動(dòng)能水平也發(fā)生了變化,紅外光皮也被稱為振動(dòng)光譜和旋轉(zhuǎn)光譜。紅外光譜能被材料吸收,紅外光譜效應(yīng)也被稱為熱效應(yīng),因?yàn)樗蔀槲锪戏肿诱駝?dòng)能的熱能。
在輻射加熱過程中,材料只能通過吸收輻射獲得能量,通過和反射的輻射對加熱不起作用,因此吸收率是表示輻射能被材料利用的重要參數(shù)。通過對蘋果、蘋果干、土豆、土豆干、茶、木材、油漆等材料的吸收光譜分析,發(fā)現(xiàn)所有毛細(xì)管多孔膠體在短波段中的吸收率最低,隨著波長邊長的吸收率逐漸增加,達(dá)到中長波交界處紅外光譜的最大吸收峰值。
這種吸收光譜與材料本身的特性和水分子的特性有關(guān)。例如,木材和油漆材料的分子含有羥基、烷基等原子團(tuán),因此波長為3-6μm波段有明顯的吸收帶。你的水在水和材料中的存在對吸收光譜有很大的影響長5μm-17μm中間有三個(gè)吸收峰值,所以這三個(gè)峰值中含水的濕物料會出現(xiàn)紅外吸收峰值。
從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,中長波紅外加熱管需要干燥含水濕物料。