Dynamic identification of water permeability of silica hydrogel

Kamińska, A.; Adamski, R.; Pakowski, Z.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Dynamic identification of water permeability of silica hydrogel

Autorzy

Kamińska A. , Adamski R. , Pakowski Z.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Identyfikacja dynamicznego współczynnika przepuszczalności wody dla hydrożelu krzemionkowego

Języki publikacji

Abstrakty

A novel method for the determination of liquid Darcy permeability in saturated porous solids shrinking during drying is presented in the paper. The experimental data were obtained during convective drying of silica hydrogel at 30°C and 40°C. The collected data allowed for the calculation of apparent sample density and thus the space occupied by liquid phase. The Darcy permeability was identified using a simple model. The values obtained were in a range of 2.5·10^-16·14 ÷ 4.5·10^-14 m², depending on the current voidage. The pore size diminishes due to the shrinkage and the permeability decreases with drying progress.

Przedstawiono nową metodę wyznaczania przepuszczalności cieczy z wykorzystaniem prawa Darcy'ego w nasyconych ciałach stałych, kurczących się podczas suszenia. Dane doświadczalne uzyskano poprzez konwekcyjne suszenie hydrożelu krzemionkowego w temperaturze 30°C oraz 40°C. Na podstawie zebranych danych obliczono gęstość pozorną próbek i przestrzeń zajętą przez ciecz. Współczynnik przepuszczalności Darcy’ego zidentyfikowano korzystając z prostego modelu. Otrzymane wartości mieściły się w zakresie od 2.5·10^-16·14 ÷ 4.5·10^-14 m² w zależności od wielkości porów. Wraz z postępem suszenia zmniejsza się wielkość porów w wyniku skurczu, a przepuszczalność maleje.

Słowa kluczowe

drying silica gel permeability coefficient Darcy flow

suszenie żel krzemionkowy współczynnik przepuszczalności przepływ Darcy’ego

Wydawca

Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich

Czasopismo

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

Rocznik

2017

Tom

Nr 1

Strony

8--11

Opis fizyczny

Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Kamińska A.

anna.kaminska@dokt.p.lodz.pl

Katedra Inżynierii Środowiska, Wydziaf Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, Łódź

autor

Adamski R.

Katedra Inżynierii Środowiska, Wydziaf Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, Łódź

autor

Pakowski Z.

Katedra Inżynierii Środowiska, Wydziaf Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Politechnika Łódzka, Łódź

Bibliografia

1. Adamski R., Pakowski Z., Kamińska A., (2014a). The mechanism of moisture transport in a gel cylinder. Drying Technol., 32(11), 1266-1268. DOI: 10.1080/07373937.2014.917320
2. Adamski R., Pakowski Z., Kamińska A., (2014b). Experimental investigation of sorption isotherm and surface area of silica gel [in:] Andrieu J., Peczalski R., Vessot S., (Eds). Proc. of 19th Int. Drying Symp., 24- 27.08.2014, Lyon, France, EDP Sciences (ISBN: 978-2-7598-1631-6)
3. Ańez L., Calas-Etienne S., Primera J., Woignier T., (2014). Gas and liquid permeability in nano composites gels: Comparison of Knudsen and Klinkenberg correction factors. Microporous and Mesoporous Materials, 200,79-85. DOI: 10.1016/j.micromeso.2014.07.049
4. Chemkhi S., Zagrouba F., (2008). Development of a Darcy-flow model applied to simulate the drying of shrinking media. Brazilian. J. Chem. Eng., 25(3), 503-514. DOI: I0.1590/S0104-66322008000300008
5. Claisse P.A., Elsayad H.I., Ganjian E., (2009). Water vapour and liquid permeability measurements in cementitious samples. Adv. Cement Res., 21(2), 83-89. DOI: 10. l680/adcr.8.00046
6. Galvan S., Pla C., Cueto N., Martinez-Martinez J., Garcia-del-Cura M.A., Benavente D., (2014). A comparison of experimental methods for measuring water permeability of porous building rocks. Mater. Const., 64(315). DOI: 10.3989/mc.2014.06213
7. Hermansson, A.M., (2008) Structuring water by gelation [in:] Aguilera J.M., Lilford P.J. (Eds). Food Material Science. Springer, New York, 13, 255-280
8. Kameche Z.A., Ghomari F., Choińska M., Khelidj A., (2014). Assessment of liquid water and gas permeabilities of partially saturated ordinary concrete. Cimstr. Building Mat., 65, 551-565. DOI: 10.1016/j.conbuild mat.2014.04.137
9. Kocher P.N., Foegeding E.A., (1993). Microcentrifuge-based method for measuring water-holding of protein gels. J. Food Sci., 58(5), 1040- 1046. DOI: 10.111 l/j. 1365-2621.1993.tb06107.x
10. Lee B.I., Quesnel E., (1998). Low density silica gels and solvent permeability. J. Eur. Ceramic Soc., 18, 123-129
11. Li K., Stroeven M., Stroeven P., Sluys L.J. (2016). Investigation of liquid water and gas permeability of partially saturated cement paste by DEM approach, Cement Concr. Res., 83, 104-113, DOI: 10.1016/j.cem conres.2016.02.002
12. Ma D., Miao X.X., Jiang G.H. et al., (2014). Transp Porous Med., 105, 571-595. D01:10.1007/sl 1242-014-0385-5
13. Szymkiewicz A., (2013). Modelling water flow in unsaturated porous media. Accounting fo r Nonlinear Permeability and Material Heterogeneity Springer-Verlag, Berlin Heidelberg. DOI: 10.1007/978-3-642-23559-7
14. Urbonaite V., Jongh H.H.J., Linden E., Pouvreau L., (2015). Permeability of gels is set by the impulse applied on the gel. Food Hydrocolloids, 50, 7-15. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2015.03.024
15. Navaee-Ardeh S., Bertrand F., Stuart P.R., (2006). Emerging biodrying technology for the drying of pulp and paper mixed sludge. Drying Technol., 24(7), 863-878. DOI: 10.1080/07373930600734026
16. Niedziólka I., Zuchniarz A., 2006. Analiza energetyczna wybranych rodzajów biomasy pochodzenia roślinnego. MotroL., 8A, 232-237
17. PN-73/G-04513, (1973). Paliwa stale. Oznaczanie zawartości węgla i wodoru metodą Sheffield
18. PN-75/C-04616/01, (1975). Woda i ścieki - Badania specjalne osadów. Oznaczanie zawartości wody, suchej masy, substancji organicznych i substancji mineralnych w osadach ściekowych
19. PN ISO 13878:2002. Jakość gleby - Oznaczanie zawartości azotu całkowitego po suchym spalaniu ("analiza elementarna")
20. PN-ISO 1928:2002. Paliwa stale - Oznaczanie ciepła spalania metodą spalania w bombie kalorymetrycznej i obliczanie wartości opalowej
21. Rozporządzenie Ministra Środowiska, (2015) z dnia 9 grudnia 2015 r. w sprawie katalogu odpadów. Dz. U. Nr 112, poz. 1206
22. Rutkowska B., (2009). Możliwości rolniczego wykorzystania zużytych podłoży po produkcji pieczarek. Odpady w kształtowaniu i inżynierii środowiska. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 535, 349-354
23. Sugni M., Calcatera E., Adani F., (2005). Biostabilization-biodrying of municipal solid waste by inverting air-flow. Biores. Technol., 96(12), 1331-1337. DOI: 10.1016/j.biortech.2004.11.016
24. Zawadzka A., Krzystek L., Stolarek P., Ledakowicz S., (2010). Biodrying of organic fraction of municipal solid wastes. Drying Technol., 28, 1220-1226. DOI: 10.1080/07373937.2010.483034

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-106067f2-5725-4428-ba9d-a273dc136a10