Стационарная диффузия водяных паров в плоской многослойной стенке. Граничные условия. Сопротивление паропроницанию ограждения.

Перемещение влаги через ограждение происходит за счет разности парциальных давлений водяного пара, содержащегося во внутреннем и наружном воздухе. Рассмотрим соотношение этих давлений. В холодный период температура внутреннего воздуха выше температуры наружного воздуха (t _в >  t _н). Следовательно, максимальное парциальное давление внутреннего воздуха выше, чем наружного и E _в >  E _н. Тогда и действительное парциальное давление водяного пара с внутренней стороны будет больше, чем с наружной: e _в >  e _н.

Под действием разности давлений будет происходить поступление водяного пара в ограждение и его перемещение в направлении от большего парциального давления к меньшему.

t в											t н
e в	1. tx	> tp,			2. tp ≥ tx > 0,	3. tx < 0,	4. tx < 0,	e н
	e > e	x	> E	x	,	e = E	x	,	ex = Ex,	ex > e н,
	в			x
	зона сорбции	зона			зона	зона
	или диффузии	конденсации	льда	испарения
										(сублимации)

 

Рис. 5.1. Схема зон фазовых превращений водяного пара

Рассмотрим процесс фазовых превращений, который связан с изменением температуры в ограждении. Поступление влаги на внутреннюю поверхность осуществляется в результате диффузии или сорбции водяного пара (зона 1). При этом происходит поглощение влаги поверхностью. Начиная со слоя, где температура достигает значения температуры точки росы, может происходить конденсация влаги (зона 2). Этот процесс продолжается до слоя, температура которого равна 0 °С. В зоне замерзания 3 происходит переход влаги из жидкого состояния в твердое. Ближе к наружной поверхности начинается процесс испарения (зона 4). Необходимо заметить, что границы зон подвижны и зависят от периода года и температур наружного воздуха.

Считая процесс прохождения потока влаги аналогичным процессу теплопроводности, получим аналогично уравнению теплопроводности для однослойного ограждения

q = λ/δ(τв− τн)
выражение для определения расхода пара
m = µ/δ(e в− e н),	(5.6)

 

где m — расход пара, мг/(м² · ч); μ — коэффициент паропроницания материала, мг/(м · ч · Па); δ — толщина слоя, м; e _в, e _н — действительные парциальные давления водяного пара внутреннего и наружного воздуха, Па.

Коэффициент паропроницания материала является теплофизической характеристикой материала.

По аналогии с термическим сопротивлением однослойного ограждения R  = δ/λ получим сопротивление паропроницанию R _п = δ/μ.Общее сопротивление паропроницанию R _опдля много-слойного ограждения определяется по формуле

R оп= R пв+ R п1+ …+ R п n + R пн,

((5.7)

 

где R _пв, R _п1, …, R _{п n} , R _пн — сопротивление паровосприятию, сопротивление паропроницанию первого слоя, n -го слоя и сопротивление пароотдаче соответственно, Па · ч · м²/мг.

Так как величины сопротивлений паровосприятию R _пв и пароотдаче R _пн сравнительно малы (0,03 и 0,01 соответственно), в последующих расчетах ими можно пренебречь.

 

Нормирование влажностного режима (защита от переувлажнения). Требуемые величины сопротивления паропроницанию.

Методичка п. 5.2

 

 

Расчет стационарной диффузии водяного пара в ограждении.

Методичка п.5.3