10-3-11. Перемещение влажного воздуха в открытых капиллярах

* Явление циркуляции влажного воздуха в почвах и грунтах впервые было обнаружено В. Г. Корневым [Л. 22]. При нагреве почвы влажный воздух по макрокапиллярам движется внутрь, а по капиллярам меньших размеров выходит в окружающую среду. Внутри почвенного слоя происходит циркуляция влажного воздуха. При этом имеет место частичный обмен воздуха с окружающей средой. В процессе испарения влаги из почвы пар частично перемещается в окружающую среду, а частично перемещается внутрь, где и конденсируется. В последних работах по испарению влаги из торфяных грунтов этот механизм переноса пара при испарении был подтвержден при помощи радиоактивных изотопов.

Таким образом, суммарный поток пара в капиллярнопористом теле будет равен сумме диффузионного потока и диффузионного потока скольжения, а также потока эффузии по микрокапиллярам

Парциальное давление пара р1 является функцией влагосодержания и температуры, поэтому имеет место соотношение

Тогда формулу (10-3-34) можно написать так:

где а1 сар и ат1 сар — соответственно коэффициенты диффузии и термической диффузии парообразной влаги в капиллярнопористом теле, равные:

Необходимо отметить, что в формуле (10-3-38) третий член ε1р1/р0 kc имеет знак минус.. Это означает, что перенос парообразной влаги диффузией скольжения направлен против потока тепла. Поэтому если сумма первых двух членов в формуле (10-3-38) меньше третьего члена, то коэффициент aт1cap будет отрицательным. Суммарный поток влаги будет равен:

где аm сар и ат сар — коэффициенты диффузии и термической диффузии влаги, равные:

На рис. 10-17 приведены кривые аm сар = f(u) для диатомовой крошки при разных температурах (от 25 до 65° С), а на рис. 10-18 — аналогичная зависимость приведена для диатомовых обожженных плит и кварцевого песка. Из рис. 10-17 и 10-18 видно, что коэффициент диффузии влаги с увеличением влагосодержания увеличивается.