Внутренний тепло - и массообмен при тво Понятие о градиентах температуры и влагосодержания
При внешнем тепло – массообмене в результате конденсации пара поверхность изделия получает тепло и влагу. Это приводит к увеличению влагосодержания и температуры его поверхности. По сечению изделия создаётся перепад температур и влагосодержаний: tПМ > tЦМ; UПМ > UЦМ; Δt = tПМ - tЦМ; ΔU = UПМ = UЦМ. Этот перепад температур и влагосодержаний по сечению изделия может быть представлен в виде изопотенциальных линий – изотерм и изовлаг.
Наибольшее изменение потенциала происходит в направлении нормали n, пересекающей изопотенциальные поверхности, т.е. возникают разности потенциалов на поверхности и в центре прогреваемого изделия, которые будут являться градиентами температуры и влагосодержания.
Следовательно, предел отношения изменения температуры к расстоянию между изотермами по нормали называется температурным градиентом:
=
▼Т
предел отношения изменения влагосодержания к расстоянию между изовлагами по нормали называется градиентом влагосодержания
=
▼U
Значения ▼Т и ▼U являются градиентами потенциала переноса теплоты и влаги, которые направлены в сторону наибольшего потенциала.
1.4. Частные потоки массы при внутреннем тепло – и массообмене
Градиенты переноса теплоты ▼Т и влаги ▼U вызывают потоки теплоты qtв и влаги q mu в, направленные в противоположную сторону от градиентов (рис. а и б).
За счёт градиента переноса теплоты ▼Т, вместе с передачей теплоты (удельный поток теплоты qtв) возникает ещё и поток влаги qmtв, называемый термовлагопроводностью (рис. в).
Этот поток влаги q mtв, как и q mu в, входит как одна из частных составляющих в общий удельный поток массы и является величиной векторной, направленной в противоположную сторону вектору ▼Т.
Следовательно, при нагреве и увлажнении материала теплота и влага с поверхности изделия будут распространяться внутрь, т.е. к центру. Влага, двигаясь внутрь изделия, частично сожмёт воздух, находящийся в капиллярах, а частично выдавит его из бетона, занимая освободившийся объём пор. Внутри бетона появится избыточное давление, которое будет увеличиваться за счёт испарения влаги в пузырьки воздуха, оставшиеся в бетоне (рис. г). По мере нагрева материала кроме испарения влаги в пузырьках воздуха расширяется сам воздух, что также увеличивает давление.
Г)
Возникающее избыточное давление передаётся на бетон, а сам процесс возникновения избыточного давления функционально связан с температурой. Таким образом, внутри бетона при ТВО в процессе нагрева возникает избыточное давление. Поскольку в установке и на поверхности изделия давление равно атмосферному, то между центральными слоями бетона и поверхностью изделия создаётся перепад давлений ΔР, что приводит к появлению частного потока
q mp в. Следовательно в период нагрева изделия, открытого со всех сторон возникает 3 частных потока влаги: q mu в ; q mtв ; q mp в, которые составляют общий поток влаги в бетоне:
q m в = q mu в + q mtв + q mp в