Влагопроводность теплоизоляционных материалов

Результаты многочисленных исследований влагопроводности капиллярно-пористых тел, выполненных при изучении процесса сушки, движения влаги в почвах и грунтах, увлажнения строительных конструкций при эксплуатации зданий и сооружений, позволяют предполагать наличие молярного и молярно-молекулярного переноса влаги в виде жидкости и молекулярного в виде пара.

Невозможно выбрать единый потенциал переноса на всем возможном диапазоне изменения влагосодержания от нуля (абсолютно сухое тело) до максимального (влагосодержание полного намокания), поскольку при разных уровнях влагосодержания механизм переноса влаги качественно различен.

Для описания влагопереноса в теплоизоляционных материалах и конструкциях, длительное время эксплуатируемых при отсутствии контакта с жидкой влагой, может быть использована теория диффузии пара в сорбирующей среде, где в качестве потенциала переноса принято парциальное давление водяного пара. Для описания процессов влагопереноса во всей области влажностного состояния тела применительно к задачам строительной теплофизики Богословским В.Н. введено понятие потенциала массопереноса или потенциала влажности.

По аналогии между процессами переноса теплоты  и массы, потенциал массопереноса θ (аналог температуры) связан с влагосодержанием (аналог теплосодержания) выражением

U = b + cm, ж θ        

(1)

Где cm, ж – удельная массоемкость, введенная по аналогии с удельной теплоемкостью,

cm, ж = (∂U/∂θ)Т  

(2)

Значение постоянной  b в области малых влагосодержаний принимают равной нулю, поскольку полагают, что потенциал массопереноса абсолютно сухого тела равен нулю.

Для построения шкалы экспериментального потенциала массопереноса используют метод определения влагосодержания двух тел (исследуемого и эталонного), находящихся в состоянии термодинамического равновесия. В качестве эталонного тела применяют обычно целлюлозу (листы фильтровальной бумаги), в которой представлены все основные формы  связи влаги с материалом. К тому же она имеет максимальное гигроскопическое влагосодержание (около 0,28 кг/кг) и намокание (2,8 кг/кг).

В  отличие от эталонной калориметрической жидкости (вода), используемой при построении экспериментальной шкалы потенциала переноса теплоты, удельную массоемкость эталонного тела принимают равной не единице, а 1/100 максимального гигроскопического влагосодержания. Таким образом, максимальному гигроскопическому влагосодержанию эталонного тела соответствует потенциал в 100 массообменных градусов (°М). Важно подчеркнуть, что экспериментальный потенциал массопереноса в гигроскопической области является функцией относительного влагосодержания воздуха и практически не зависит от температуры. Максимальному сорбционному влагосодержанию любого тела, равно как и эталонного, соответствует потенциал в 100°М, т.е. потенциал массопереноса, равный 0 – 100 °М, определяется по относительной влажности воздуха, с которым тело в контакте. Таким образом, исходным эталоном для экспериментальной шкалы потенциала переноса в гигроскопической области является влажный воздух.

Общий поток влаги в капиллярно-пористых телах является трех формально независимых потоков: капиллярного и пленочного потоков жидкой влаги и диффузионного парообразной влаги.

http://thermo-house.com