Внутренний и внешний массообмен

Как уже указывалось, в промышленности строительных материалов основным массообменным процессом является сушка.

Исследуя процессы внутреннего влагопереноса, А.В.Лыков предложил уравнение массопроводности:

, (27)

где l_m – коэффициент влагопроводности; Ñq- градиент потенциала массопереноса.

Коэффициент влагопроводности l_m идентичен коэффициенту массопроводности K.

В дальнейшем было показано, что влага в материале движется за счет градиентов влагосодержания Ñu, температуры Ñt и давленияÑP.

Следовательно, плотность общего потока влаги q_m есть сумма плотностей потоков влаги, движущейся в материале за счет этих градиентов, т.е.:

(28)

Первый член данного уравнения q_mu представляет собой плотность потока влаги, движущейся в материале за счет градиента влагосодержания:

, (29)

где Ñu = с_mÑq - градиент влагосодержания; c_m – удельная влагоемкость материала (аналог удельной теплоемкости); a_m – коэффициент потенциалопроводности.

(30)

Коэффициент потенциалопроводности характеризует скорость выравнивания влагосодержания в материале.

Второй член q_mt – плотность потока влаги, движущейся в материале за счет градиента температуры:

, (31)

где d - коэффициент термовлагопроводности (термоградиентный коэффициент).

Третий член q_mp выражает плотность движущегося в материале потока влаги за счет градиента давления:

, (32)

где a_p = a_md_pr₀ – коэффициент массопроницаемости; d_p – бароградиентный коэффициент.

При низких температурах, когда влага движется в материале в виде жидкости, коэффициент массопроницаемости характеризует влагопроницаемость материала под действием избыточного давления. При высоких температурах, когда влага в материале движется в виде пара (молярный перенос), a_p характеризует паропроницаемость материала.

Таким образом, плотность общего потока влаги в материале:

(33)

Уравнение внешнего влагопереноса (влагоотдача от поверхности материала в окружающую среду):

, (34)

где a_m – коэффициент влагоотдачи; P^”_п – парциальное давление пара у поверхности материала; P^’_п – парциальное давление пара в окружающей среде.

Значение коэффициента влагоотдачи может быть определено по следующему эмпирическому соотношению:

, (35)

где w – скорость движения теплоносителя.