Глава 10. Перемещение влаги внутри материала

При испарении влаги с поверхности материала внутри него возника­ет градиент влажности, что и обеспечивает дальнейшее перемещение влаги из внутренних слоев материала к его поверхности (внутреннюю диффузию влаги). В I периоде сушки перепад влажности внутри материала столь ве­лик, что лимитирующее влияние на скорость сушки имеет скорость по­верхностного испарения (внешняя диффузия). Однако, после того как влажность на поверхности снижается до гигроскопической и продолжает уменьшаться, т. е. во II периоде сушки, определяющее значение для скоро­сти процесса приобретает внутренняя диффузия влаги. 

В I периоде сушки влага внутри материала перемещается в виде жидкости (капиллярная и осмотически связанная влага). С началом II пе­риода начинается неравномерная усадка материала. На стадии равномерно падающей скорости наблюдаются местные углубления поверхности испа­рения, и начинается испарение внутри материала. При этом капиллярная влага и некоторая часть адсорбционно связанной влаги перемещаются внутри материала уже в виде пара.

В дальнейшем поверхностный слой материала постепенно полно­стью высыхает, внешняя поверхность испарения становится все меньше геометрической поверхности материала и соответственно возрастает со­противление внутренней диффузии влаги. Поэтому на стадии неравномер­но падающей скорости II периода наиболее прочно связанная с материалом адсорбционная влага перемещается внутри него только в виде пара.

Явление переноса влаги внутри материала носит название влагопро- водности. Интенсивность, или плотность, потока влаги, перемещающейся внутри материала, пропорциональна градиенту концентрации влаги (дС/дп):

Знак минус в правой части этого выражения показывает, что влага движется от слоя с большей к слою с меньшей концентрацией влаги, т.е. в направлении, противоположном градиенту концентрации.

Концентрация влаги равна произведению влажности материала, отнесенной к количеству абсолютно сухого вещества w^с , на плотность р_с аб­солютно сухого вещества:

Подставляя значение С в выражение (1.48) и учитывая, что р_с явля­ется величиной постоянной, получим