1-5.11. Термоградиентный коэффициент ґр

Термоградиентный коэффициент капиллярнопористых тел увеличивается с повышением влагосодержания, достигая некоторого максимального значения, а затем уменьшается (рис. 1-36). Характер изменения коэффициента зависит от капиллярнопористой структуры тела и распределения капиллярной влаги в нем. Не исключена возможность влияния защемленного воздуха на распределение жидкости при перепаде температуры. В нагретых местах пористого тела защемленный воздух расширяется и проталкивает жидкость в более холодные места.

Аналитический расчет, выполненный по этой схеме, дает такое значение для коэффициента δр [Л. 62]:

где Тк — критическая температура воды; σ0 — коэффициент поверхностного натяжения воды при температуре Т0; uмакс — максимальное влагосодержание (влагонамокание).

Из формулы (1-5-19) видно, что с увеличением влагосодержания термоградиентный коэффициент уменьшается и при достижении максимального влагосодержания он становится равным нулю, так как в этом состоянии все поры заполнены жидкостью и защемленный воздух отсутствует.

На рис. 1-37 и 1-38 показано изменение коэффициента δр от влагосодержания для коллоидных тел. Характер изменения δр=f(W) Для коллоидных и капиллярнопористых тел аналогичен.

В области влажного состояния тела влага в основном связана осмотическими силами. Давление набухания коллоидных тел является потенциалом влагопереноса в этом интервале влагосодержания, оно практически не зависит от температуры. Поэтому температурный коэффициент потенциала влагопереноса равен нулю, а следовательно, и термоградиентный коэффициент тоже будет равен нулю [см. формулу (1-5-18)].

Так как влага в коллоидном теле связана адсорбционными и осмотическими силами, то влагосодержание, соответствующее нулевому значению коэффициента δр, является границей гидратационной и осмотической влаги в теле. С увеличением температуры количество гидратационной влаги и коэффициент δр уменьшаются (рис. 1-37). Поэтому точка пересечения кривой δр = f(W) с осью влагосодержания с повышением температуры сдвигается влево.