水分儀為什么只能檢測物料中"自由水"的含量?
發布時間: 2021-03-11   450 次瀏覽   

市場出售的微波水分儀、紅外水分儀、實驗室水分儀、便攜式水分儀等產品,不管是什么品牌,基本能檢測到的都是物料里的"自由水",而產生這一結果的真正原因是:物料與水分的結合狀態的不同。

在含水的物料中,水分與固體物料的性質及其相互作用的關系,對脫水過程有著重大的影響。關于水分與物料的結合狀態有著不同的分類方法,一般可以分為以下幾種:

1、化合水分(即結晶水)

這種水分是與物質按一定重量的比值直接化合的水分。例如CuSO4 5H2O中的水分子,它是物質的一個組成部分,這種水與物質牢固地結合在一起,只有加熱到一定的溫度時,使物質的結晶體破壞,才能使這種結晶水釋放出來。在干燥過程中,這種水分是不能靠蒸發除去的,所以在干燥過程的計算中不考慮化合水分。

2、吸收水分(即分子水分)

由于吸附作用的結果,在固體物料周圍空間中的水蒸氣分子會被吸附到它的表面上,結果在固體的表面形成一層薄膜水分,其厚度為一個或數個分子,通常用肉眼是看不見的。此外,水分子還會鉆入(擴散)到固體內部,又稱為吸收。所以物料經吸附作用與吸收作用而結合的水分統稱為吸取水分。吸取水分和物料的結合也是比較牢固的,一般機械脫水方法不能除去,干燥方法也只能除去一部分。如果再放置在濕度較大的空氣中,又會重新吸附周圍的水分子,直至濕度平衡為止。

3、毛細管水分

由于松散物料之間存在著許多孔隙,有時固體顆粒內部亦存在著空穴或裂隙,這許許多多的孔隙如同很多的毛細管一樣,水分在毛細管吸力的作用下能保持在孔隙之中。

毛細管吸力作用所能保持的水柱高度h,可由下式表示:

h =2σcosθ/rρg

式中h—— 水柱高度;

θ——水與物料間的接觸角;

σ——水的表面張力;

r—— 毛細管的直徑;

ρ——水的密度。

由上式可知:

(1)物料間的孔隙愈小,(即r?。?,要除去其間的水分愈難。這就是為什么細粒物料的脫水很困難的原因,有時只能用干燥(汽化)方法脫除。

(2)親水物料與水接觸角沁,即cosθ大,脫水也困難。

例如:物料中含有親水性大的粘土、礦泥時,則會明顯降低脫水的效果。反之,如果設法增加物料的疏水性,可使脫水容易。

試驗證明:在煤中加入適量的油類,由于增加了煤的疏水性,使煤的脫水效果有所提高。

物料的含水量與粒度的大小有很大關系。細粒物料較粗粒物料含水大,一方面因為表面水分的含量與表面積大小有關,物料粒度愈細,其表面積愈大,吸附的水分愈多,所以表面水分含量愈高。另一方面是細粒物料有大量的細小的毛細孔隙,毛細管作用顯著,因此較細物料含有較多的水分。

4、重力水分

物料除了含有分子水分和毛細水分之外(化合水分不作脫水考慮),還可能含有大量的水,這些不和物料之間沒有什么相互作用力,在重力作用下就可以脫除,這部分水稱之為重力水分。毛細水和重力水統稱為自由水,因為它們和固體物料之間沒有牢固的結合力,比較容易脫除。

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