6-2.2. Термическая диффузия влаги

В начале процесса сушки сразу возникают перепады температур, в то время как перепады влагосодержаний малы. В результате этого влага под действием перепада температур перемещается по направлению потока тепла внутрь тела, что вызывает увеличение влагосодержания в нижних слоях. Одновременно происходит испарение жидкости с поверхности тела, что увеличивает градиент влагосодержания. Этот перенос влаги и ее испарение на поверхности создают все возрастающий перепад влагосодержаний по толщине слоя. В результате этого величина (Vu) становится уже больше δ(Vt)- Тогда направление потока влаги изменяется на обратное и влага перемещается из нижних слоев к открытой поверхности, что вызывает постепенное уменьшение влагосодержания тела во всех горизонтах слоя. Влага внутрь тела в основном переносится в виде жидкости, но не исключен термический перенос влаги в виде пара с последующей его конденсацией в нижних горизонтах.

Аналогичная картина наблюдается и при сушке коллоидных капиллярнопористых тел (глины), хотя эффект увеличения влагосодержания в нижних горизонтах слоя не так резко выражен (рис. 6-6).

Это происходит потому, что коэффициент термической диффузии влаги атm (атm=аmδ) глины примерно на два порядка меньше коэффициента термической диффузии для песка.

Однако перепады влагосодержания между центральными и поверхностными слоями для глины значительно больше, что обусловлено большой разницей в величине Kim для глины и песка.

Согласно формуле (3-3-3) имеем:

где влагообменный критерий Кирпичева Kim (т) =jR/amр0W0•

При одинаковой интенсивности сушки j критерий Kim (т) будет больше для малых значений коэффициента диффузии влаги аm. Коэффициент диффузии влаги для песка в 100 раз больше коэффициента диффузии влаги для глины. Следовательно, критерий Kim (т) для глины будет примерно в 100 раз больше, а отсюда и перепады влагосодержаний (uц — uп) будут значительно больше для глины.

С увеличением скорости движения воздуха интенсивность сушки j повышается, что вызывает увеличение Kim (т), а следовательно, и перепадов влагосодержания (uц — uп). Поэтому при комбинированной сушке мы имеем большие перепады влагосодержаний.