Сорбция. Паропроницаемость
Контрольная
работа по теплофизике
СОРБЦИЯ.
ПАРОПРОНИЦАЕМОСТЬ
1. Упругость водяного пара
Упругость водяного пара - в
атмосфере, парциальное давление водяного пара, находящегося в воздухе;
выражается в мбар или мм рт. ст. (1 мбар = 102 к/м3). У. в. п. зависит от
количества водяного пара в единице объёма и является одной из характеристик
влажности воздуха (См.Влажность воздуха
<#"523031.files/image001.gif">
. Капиллярная конденсация
В процессе сорбции водяного пара можно различить
три стадии. 3-я стадия, когда к адсорбции присоединяется явление капиллярной конденсации.
На изотермах сорбции это соответствует резкому увеличению влажности материала.
Причиной капиллярной конденсации является то, что максимальная упругость
водяного пара над вогнутой поверхностью воды меньше, чем над плоскостью. В
капиллярах малого радиуса, а также в местах контакта отдельных частиц влага
образует вогнутые мениски, над которыми максимальная упругость водяного пара
будет меньше, чем над плоской поверхностью. Этим и объясняется возможность
конденсации водяного пара в капиллярах малого радиуса и в местах контактов
отдельных частиц материала. Чем меньше будет радиус мениска жидкости, тем
больше будет разница в максимальных упругостях водяного пара над ними по
сравнению с упругостью над плоской поверхностью.
. Диффузия водяного пара через ограждение
Разность величин упругости водяного пара с одной
и с другой стороны ограждения вызывает поток водяного пара через ограждение от
внутренней его стороны к наружной стороне. Это явление носит название диффузии
водяного пара через ограждение.
. Коэффициент паропроницаемости материала
водяной пар адсорбент диффузия
Коэффициент паропроницаемости материала μ
зависит
от физических свойств данного материала и отражает его способность проводить
диффундирующий через него водяной пар. Коэффициент паропроницаемости материала
аналогичен коэффициенту теплопроводности и определяет количество водяного пара
в граммах, которое будет диффундировать в течение 1 ч через 1 м2 плоской стенки
толщиной 1 м, сделанной из данного материала, при разности упругости водяного
пара с одной и с другой ее стороны, равной 1 мм рт. ст. Для одного и того же
материала коэффициент паропроницаемости может изменяться в зависимости от
температуры и влажности материала. С понижением температуры величина μ
будет
уменьшаться. Влияние влажности такое же: с повышением влажности материала
повышается и его коэффициент паропроницаемости.
. Графический метод расчета влажностного режима
ограждения при стационарных условиях диффузии водяного пара
Расчет на конденсацию влаги в ограждении
делается графически следующим образом. В ограждении строится линия падения
температуры (линия τ(тау)). По
температурной линии строится линия изменения максимальной упругости водяного
пара в ограждении (линия Е). Затем строится линия падения упругости водяного
пара (линия е). Если линии Е и е не пересекаются, то это указывает на
отсутствие конденсации водяного пара в ограждении, так как при этом в любой
плоскости ограждения действительная упругость водяного пара оказывается ниже
максимальной упругости, что исключает возможность конденсации водяного пара.
Если же линии Е и е пересекаются, то это значит, что в ограждении возможна
конденсация водяного пара. При этом для построения линии действительного
изменения упругости водяного пара в ограждении из точек на поверхностях
ограждения, соответствующих ев и ен проводятся касательные к линии максимальной
упругости водяного пара. Между точками касания будет находиться зона
конденсации, т. е. та часть ограждения, в которой будет конденсироваться
водяной пар. Количество конденсата в ограждении определяется по разности
количеств водяного пара, притекающего к зоне конденсации и уходящего от нее.
