10-3.6. Процесс молекулярного течения

Плотность молекулярного потока будет пропорциональна градиенту от величины р1/√Т

где rэ — эквивалентный радиус молекулярного течения пара, равный:

где r0 — минимальный радиус капилляров тела, rэ макс — максимальный радиус капилляров, по которым происходит эффузия. Величина rэ имеет размерность длины и зависит от кривой распределения пор по радиусу f(r).Если микрокапилляры, по которым проходит пар, частично заполнены жидкостью, то с увеличением влагосодержания rэ будет увеличиваться. Благодаря наличию под интегралом множителя r зависимость между rэ и u не будет линейной.

Парциальное давление пара р1, согласно изотерме сорбции есть функция влагосодержания и температуры р1 (u, T). Следовательно, р1/√Т=f(u,T).

Тогда будем иметь:

где а1э и ат1э— соответственно коэффициенты эффузии и термической эффузии пара в пористом теле, равные:

Так как поток парообразной и жидкообразной влаги определяется Vu и VТ, то общий поток влаги в коллоидном теле будет равен:

где коэффициенты диффузии и термодиффузии влаги в коллоидном теле будут равны:

Зависимость между коэффициентом диффузии влаги атк и влагосодержанием и приведена на рис. 10-15 для каолина, желатина и торфа. Типичным коллоидным телом является желатин, в каолине и торфе имеет место и капиллярная влага. Первоначальный участок влагосодержания для каолина и торфа соответствует капиллярной и адсорбционной влаге.

Из рис. 10-15 видно, что коэффициент диффузии влаги аmк с повышением влагосодержания немного увеличивается, достигая некоторого максимума, а затем уменьшается. Следовательно, коэффициент диффузии влаги в коллоидном теле мало изменяется.

Следовательно, механизм переноса влаги в коллоидном теле соответствует диффузии влаги. Небольшое уменьшение коэффициента аmк в области больших влагосодержаний объясняется тем, что величина (dp/du)т для осмотической влаги уменьшается с увеличением u. Обычно экспериментально определяется относительный коэффициент термодиффузии атmк/аmк. В первом приближении относительный коэффициент термодиффузии равен термоградиентному коэффициенту, его значение приведено на рис. 1-37 и 1-38.