Перемещение влаги внутри твердого материала

При испарении влаги с поверхностью материала внутри него возникает градиент влагосодержания, что и обеспечивает дальнейшее перемещение влаги из внутренних слоев материала к его поверхности (внутренняя диффузия влаги). В I период сушки лимитирующее влияние на скорость сушки имеет скорость поверхностного испарения (внешняя диффузия). Однако, после того как влагосодержание на поверхности снижается до гидроскопической и продолжает уменьшаться т.е. II период сушки, определяющее значение для скорости процесса приобретает внутренняя диффузия влаги.

В I период сушки влага внутри материала перемещается в виде жидкости (капиллярная и осмотически связанная влага).

С начала II периода сушки начинается неравномерная усадка материала. На стадии равномерно падающей скорости наблюдается местные углубления поверхности испарения и начинается испарение внутри материала. При этом капиллярная влага, и некоторая часть абсорбционно связанной влаги перемещаются внутри материала в виде паров. В дальнейшем поверхностный слой материала постепенно полностью высыхает, внешняя поверхность испарения становится меньше геометрической поверхности материала и соответственно возрастает доля сопротивления внутренней диффузии влаги. Поэтому на стадии неравномерно падающей скорость II периода наиболее прочно связанная с материалом абсорбционная влага перемещается внутри него в виде пара.

Явление переноса влаги внутри материала называется влагопроводностью. Поток влаги В, перемещается внутри материала, пропорционально градиенту концентрации влаги :

(5.22)

Знак минус в правой части этого выражения показывает, что влага движется от слоя с большей к слою с меньшей концентрации влаги, т.е. в направлении, противоположном градиенту концентрации. Заменой получим:

(5.23)

Здесь - коэффициент влагопроводности, - плотность сухого материала.

По физическому смыслу представляет собой коэффициент внутренней диффузии влаги в материале и выражается м²/ч,

Коэффициент зависит от формы влаги связи влаги с материалом, влагосодержания материала и температуры сушки определяется экспериментально.