Волога

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Волога, вологість (рос. влага, англ. moisture, нім. Feuchtigkeit f, Nässe f) – власне вода, що міститься в речовині, напр., мінералі в його природному стані і не відділяється від його частинок без прикладення зовнішніх зусиль.

Розрізняють такі види В.:

• адсорбційну - у вигляді молекул води, які утримуються на поверхні мінералу поверхневими силами і можуть бути видалені дією механічних сил або теплової енергії;

• гідроксильну - у вигляді гідроксильних груп аніонів ОН^-;

• молекулярну - у вигляді води, що утримується силами молекулярної взаємодії (як на зовнішній, так і на внутрішній поверхні);

• конституційну - у вигляді води, що входить в кристалічну ґратку мінералу і потребує для свого видалення високих температур;

• капілярну - у вигляді води капілярних пор, тріщин та ін. порожнин мінералу;

• кристалізаційну, яка входить до складу молекул речовини.

Така класифікація виникла історично і має свої вади, зокрема близькість понять “адсорбційна” та “молекулярна” В. Загальноприйнятою в нашій країні є класифікація видів В. в твердих матеріалах П.А.Ребіндера, який розподіляє їх за енергією зв’язку з твердим тілом на: - хімічно зв’язану (гідроксильну та кристалізаційну); - фізико-хімічну (адсорбційну); - фізико-механічну (капілярну і вільну). Ця класифікація знайшла найбільше застосування в теорії термічної сушки матеріалів. Найбільш повна класифікація видів вологи стосовно умов механічного зневоднення матеріалів запропонована українськими вченими (2000 р).

Волога поділяється на дві великі групи – внутрішню та зовнішню. Внутрішня – на хім. зв’язану, капілярну внутрішню, В. макропор. Капілярна внутрішня – на В. мікропор, мезопор (підгрупи адгезійної та міцно зв’язаної). В. макропор поділяється на капілярну, плівкову (підгрупи міцно зв’язаної та адгезійної), гравітаційну. Зовнішня волога поділяється на хім. зв’язану та гравітаційну (вільну), плівкову (міцно зв’язану та адгезійну) і капілярну зовнішню. Див. також вода адсорбційна, вода гідроксильна, вода кристалізаційна, вода молекулярна, вода конституційна.

[ред.] Різновиди

ВОЛОГА ВУГІЛЛЯ - баластна домішка, наявність якої знижує теплотворну здатність вугілля. Для практичних цілей застосовують таку класифікацію видів В.в.:

з о в н і ш н я - включає адсорбційну та капілярну, яка може видалятися механічними засобами та термічною сушкою – це частина загальної вологи, яка видаляється при його висушуванні до повітряно-сухого стану;

волога п о в і т р я н о - с у х о г о вугілля - г.ч. є адсорбційно-зв’язаною, що перебуває в гідродинамічній рівновазі з навколишнім середовищем (рівнозначний показник - гігроскопічна волога);

з а г а л ь н а В.в. - сумарна величина зовнішньої та гігроскопічної В.в.;

п і р о г е н е т и ч н а В.в. – та волога, яка не видаляється з вугілля та його мінеральних домішок при температурах визначення загальної вологи та її складових, але видаляється в процесах термічного розкладу вугілля (коксування, напівкоксування, прокалювання);

г і д р а т н а - волога мінеральних домішок вугілля.

Розрізняють також вологу аналітичної проби – вміст вологи в пробі з крупністю зерен менше 0,2 мм. Загальна волога в розрахунку на робочий стан вугілля - один з головних показників його якості. Масова частка її знижується з підвищенням ступеню метаморфізму вугілля від 60 % та більше в м’якому вугіллі бурому, до 40-17% у щільному вугіллі бурому, від 16 до 3-5% у кам’яному; в антрацитах W_t^r коливається в межах 4-6%. У неокисненому кам’яному вугіллі та антрацитах значення близькі до величин максимальної вологоємкості W_max, в окисненому кам’яному і бурому вугіллі W_max та W_t^r можуть суттєво відрізнятися.

ВОЛОГІСТЬ ГІРСЬКИХ ПОРІД – міра насиченості водою пор, тріщин та інш. пустот гірських порід у природних умовах. Розрізняють вагову В.г.п. – відношення маси води, що міститься в зразку, до його маси після висушування; об'ємну В.г.п. - відношення об'єму води в зразку до об'єму зразка; приведену В. - відношення об'єму води в зразку породи до об'єму її скелета; відносну В.г.п. - відношення об'єму води в зразку до об'єму пор в ньому. В. в лабораторних умовах визначається ваговим методом (висушування породи при 105-110 ^оС і подальше її зважування), в масиві гірських порід – методами, що базуються на кореляції різних фіз. властивостей породи (теплопровідності, електропровідності та ін.) з В.г.п. Найбільшу здатність насичуватися вологою мають торф, буре вугілля, туф, глина, лес. У залежності від мінерального і ґранулометричного складу порід, форми частинок та ін. співвідношення кількості різних видів води в породах може бути різним. Напр., піски містять в осн. гравітац. воду; глини, лес і суглинки - молекулярну і капілярну. У кварцових пісках вміст молекулярної води бл. 0,2%, в лесі 5%, в глинах 10-30%. В.г.п. - одна з найважливіших характеристик порід і к.к. Зволоження гірських порід змінює практично всі їх фіз. властивості. Вологість корисних копалин регламентується держ. стандартами.

ВОЛОГІСТЬ ТВЕРДИХ ГОРЮЧИХ КОПАЛИН - міра насиченості горючих копалин водою, як правило відсотковий вміст загальної вологи у вугіллі (антрациті тощо). Визначається відношенням маси зовнішньої вологи та вологи повітряно-сухого вугілля до маси вихідної проби вугілля В.т.г.к. пов’язана як з генетичними факторами торфо- і вуглеутворення та умовами залягання вугілля в надрах, так і з засобами іх видобутку, зберігання і переробки. Вся волога, яка міститься в твердих горючих копалинах, які знаходяться у природних умовах, називається природною (W_пр). Розрізняють загальну В. на суху масу (W_t^d) або загальну робочу В. (Wtr) видобутого вугілля. При зберіганні вугілля у відкритих приміщеннях частина вологи втрачається за рахунок випаровування і має назву зовнішньої (W_ex), волога, яка залишається при цьому у вугіллі - гігроскопічна волога (W_h), або волога повітряно-сухого палива. Внутрішню або гігроскопічну вологу називають також адсорбційною, лабораторною або вологою аналітичної проби (Wa). Аналітичною називають пробу, відібрану та підготовлену до аналізу відповідно до вимог стандартів з розміром частинок менше 0,2 мм. Викопне вугілля, з якого видалена зовнішня волога, називають повітряно-сухим, якщо видалена і внутрішня волога - абсолютно сухим. В.т.г.к. залежить від генетичного типу і ступеня вуглефікації. Вологість аналітичної проби (Wa) становить: торфу - до 30-45%; бурого вугілля: гуміти - 5-25%, ліптобіоліти - 5-8%, сапропеліти - 4-8%; кам’яного вугілля Донбасу марок: Д - до 9%, Г - до 5%, Ж - до 3,5%, К - до 2,5%, ОС - до 1,5%, П - до 1,0%, А - до 4,0%, ліптобіоліти - 1,5-3,0%, сапропеліти - до 2,5%, горючі сланці - 4,5%. В одному і тому ж вугіллі найбільшу вологість має вітриніт, найменшу - фюзиніт (інертиніт). Вологість вугілля впливає на його технологічні та фіз.-хім. властивості - окиснення, самозаймання, спучування, хід процесу коксування тощо. Методи визначення В.т.г.к. стандартизовані і в основному пов’язнані з процесом сушки. Розрізняють звичайні і пришвидшені методи визначення В.т.г.к. Крім того, розроблені способи визначення масової частки вологи методом дистиляції, на основі контролю електропровідності вугілля у високочастотному електричному полі. Останні використовуються для автоматичного контролю вологості вугілля в його потоці (на конвеєрі). Див. вологомір.