Приложение В (справочное). Вывод уравнения для расчета коэффициента устойчивости к диффузии паров воды

Приложение В
(справочное)

Вывод
уравнения для расчета коэффициента устойчивости к диффузии паров воды

В.1 Общие сведения

Эквивалентная толщина воздушного слоя S_d для диффузии паров воды указывает, какой толщины должен быть слой неподвижного воздуха, чтобы иметь такую же устойчивость к диффузии паров воды, что и у образца толщиной s.

Эквивалентная толщина воздушного слоя S_d, м, определена уравнением

,

(В.1)

где - коэффициент устойчивости к диффузии паров воды;

s - толщина образца, м.

Эквивалентную толщину воздушного слоя S_d, м, вычисляют по формуле

,

(В.2)

где - паропроницаемость в воздухе, ;

А - площадь образца, подвергаемая воздействию паров воды, м²;

р₁, р₂ - парциальные давления паров воды на поверхностях образца, Па;

I - скорость диффузии паров воды, кг/ч;

S_L - средняя толщина слоя воздуха в емкости (5.1) под образцом, м.

Для гомогенных материалов, которые используют и при толщинах, отличных от применяемых для испытания, коэффициент устойчивости к диффузии паров воды вычисляют по формуле

.

(В.3)

Для образцов с эквивалентной толщиной воздушного слоя S_d более 1,0 м величиной S_L можно пренебречь.

Паропроницаемость в воздухе зависит от атмосферного давления и температуры воздуха во время испытания, ее значение можно получить, используя рисунок В.1, или вычислить по формуле

,

(В.4)

где D - коэффициент диффузии паров воды, м²/ч;

R_D - газовая постоянная для паров воды, равная 462 ;

Т - температура в испытательной камере, К;

р₀ - атмосферное давление при стандартных условиях, равное 101325 кПа;

р - среднее атмосферное давление в испытательной камере (5.6), кПа.

Если полученное значение S_d более 1500 м, материал можно описать как "практически непроницаемый для паров воды" при данной толщине.

В.2 Упрощенная методика оценки

Для определения паропроницаемости определяют скорость прохождения паров воды g, , по формуле

,

(В.5)

где (m₂ - m₁) - разность масс двух взвешиваний, г;

(t₂ - t₁) - промежуток времени между двумя взвешиваниями, ч;

А - площадь образца, подвергаемая воздействию паров воды, м².

Так как , кг/ч, объединяя формулы (В.3) и (B.5), можно получить

.

(В.6)

Если значением S_L пренебречь, получается следующее упрощенное уравнение

.

(В.7)

Для облегчения вычисления коэффициента устойчивости к диффузии паров воды с помощью формулы (В.7) численные значения произведения [] обозначают символом . Значения для пяти разных значений атмосферного давления для всех вариантов условий испытаний приведены в таблице 1.

В 9.2 настоящего стандарта скорость прохождения паров воды g приведена в , а в формуле (Б.5) - в .

Учитывая эту разницу и применяя обозначение , получаем формулу

.

(В.8)

X - атмосферное давление, кПа; Y - паропроницаемость в воздухе []

Рисунок В.1 - Зависимость паропроницаемости в воздухе от атмосферного давления в соответствии с формулой (В.4) при температурах 23 °С (296 К) и 38 °С (311 К)