Календарь статей
«    Ноябрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
27282930 
Архив статей
Октябрь 2017 (11)
Сентябрь 2017 (6)
Август 2017 (5)
Июль 2017 (4)
Июнь 2017 (8)
Май 2017 (9)


Яндекс.Метрика

Характеристика состояния связанной воды в зерне (часть 3)

Температура замерзания связанной воды понижена. Даже при конденсации воды в капиллярах свойства ее могут настолько измениться, что при понижении температуры вплоть до —100°С она не замерзает, а застекловывается. Коэффициент теплового расширения, вязкость и плотность ее также изменяются.
Определить значение криоскопической температуры, при которой начинается превращение связанной воды в лед, можно на основе изучения теплофизических свойств зерна. Так, удельная теплоемкость зерна с понижением температуры уменьшается. Но при влажности выше 15% при некотором значении отрицательной температуры наблюдается повышение температуры в калориметре (в результате выделения теплоты фазового перехода связанной воды в лед). Это дает возможность рассчитать криоскопическую температуру. Для зерна пшеницы I и IV типов ее значения совпадают:

Характеристика состояния связанной воды в зерне (часть 3)

Полученные результаты позволили рассчитать коэффициент льдистости зерна εл (%), т. е. долю воды в зерне, превратившейся в лед в данных условиях:
Характеристика состояния связанной воды в зерне (часть 3)

где mл и mε — соответственно массы льда и воды.
На рисунке XII-14 приведены графики зависимости коэффициента льдистости зерна пшеницы от влажности и температуры.
Характеристика состояния связанной воды в зерне (часть 3)

С увеличением влажности и понижением температуры коэффициент льдистости повышается, все большая доля воды переходит в лед. Однако даже при гигроскопической влажности нельзя ожидать, что в лед превратится более 60% связанной зерном воды.
Если продолжить данные графики до εл=0, то они приблизительно пересекутся в точке w=14,5%. Таким образом, во второй критической области изотермы сорбции воды создаются условия для образования в зерне льда. Но заметное появление его происходит при более высокой влажности — около 16,5% (которая тоже при надлежит второй критической области изотермы). В этой области энергия связи воды составляет около 1 кДж/моль, а свободная энергия воды становится сопоставимой со свободной энергией льда.
При проведении теплотехнических расчетов необходимо учитывать не только понижение удельной теплоемкости связанной воды, но и теплоту фазового перехода воды в лед и обратно. Для расчета плотности связанной воды ρв (кг/м3) удобно использовать уравнение
Характеристика состояния связанной воды в зерне (часть 3)

где ρ0, ρi — плотность абсолютного сухого зерна и при данной влажности wi.