Методы решения задач тепломассопереноса. Теплопроводность и диффузия в неподвижной среде. Коновалов В.И - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ВВЕДЕНИЕ
1 Задачи тепло- и массопереноса являются одними из важнейших задач математической физики в
курсе «Процессы и аппараты химической технологии». Это объясняется как их повсеместным распро-
странением, так и определяющим влиянием на эффективность тепловых, диффузионных и химических
аппаратов.
В учебном пособии изложен материал, посвященный решению задач теплопроводности и диф-
фузии в неподвижной среде, изучаемых в курсах, читаемых на кафедре «Химическая инженерия
(Процессы и аппараты химической технологии)» в ТГТУ: «Основные процессы и аппараты химиче-
ской технологии (ПАХТ)», «Явления переноса в ПАХТ», «Инженерная оптимизация в ПАХТ»,
«Энерго- и ресурсосбережение в ПАХТ», «Инженерная экология в ПАХТ», «Химические процессы и
реакторы» и других. Приведены примеры решений, материалы для самостоятельной работы, основ-
ная и дополнительная литература.
Рассматривается теплоперенос и диффузия в твердом теле или в любой неподвижной среде, контак-
тирующей с жидкостью или газом. Условия тепло- и массоотдачи на поверхности раздела фаз учитыва-
ются в граничных условиях. К таким процессам относятся:
– тепловые процессы нагрева и охлаждения обрабатываемых материалов,
– процессы диффузии, связанные с набуханием, увлажнением, экстрагированием (выщелачиванием)
и пр.,
– комплексные тепло-диффузионные процессы сушки, адсорбции, кристаллизации и др.,
– процессы комбинированной термической и тепло-диффузионной обработки, связанные с химиче-
скими, физико-химическими и структурно-реологическими превращениями, такие как обработка поли-
меров, вулканизация резинотехнических изделий, вытяжка и фиксация волокнистых материалов и пр.,
– наконец, все химические процессы, в том числе каталитические, контролируемые диффузией или
нестационарной температурой.
Далее к ним примыкают процессы тепломассопереноса в движущейся среде с соответствующими
задачами, дополнительно учитывающими перемещение жидкости или газа.
2 Пособие предназначено для студентов, магистрантов и аспирантов химико-технологических и
машиностроительных специальностей, а также для работников химической и смежных отраслей про-
мышленности, интересующихся вопросами расчета и моделирования тепловых и массообменных
процессов. В связи с этим некоторые разделы и основная литература предназначены для первичного
изучения материала, а более сложные разделы и обширная дополнительная литература – для углуб-
ленного изучения.
В списке дополнительной литературы приводятся как последние издания, так и некоторые базовые
классические работы, независимо от года издания.
3 Для описания вышеперечисленных процессов используются многочисленные простые и слож-
ные, индивидуальные и универсальные, общие и частные постановки задач и математические модели.
Реальность мира и реальных процессов необъятна, она бесконечно глубока и широка. При любом,
самом детальном, возможном в данных условиях рассмотрении, всегда сохраняются неизвестные черты
явления.
Для описания реальности составляются ее модели. Они всегда являются приближенными. Так и
модели процессов тепломассопереноса, теплопроводности и диффузии являются приближенными не
только в детально рассматриваемой простой форме уравнений Фурье и Фика, но и даже в имеющихся
или разрабатываемых самых общих, полных и сложных формах.
Постановки описаний, научных и инженерных задач всегда являются модельными.
Последние десятилетия характеризуются созданием общих, универсальных описаний и моделей.
При всей их познавательной ценности, универсальные модели часто оказываются неработоспособными.
Причины неработоспособности универсальных моделей и нарушений теоретических представлений и
аналогий между процессами во многом схожи.
Прежде всего это подмена множества реальных конкретных явлений их общими модельными схе-
мами, которые не могут учитывать индивидуальные особенности всех включаемых в эти схемы явле-
ний. Особенно это характерно для явлений и процессов на границах раздела фаз, для гетерогенных и
многофазных сред, для материалов и потоков со сложной структурой, для высокоинтенсивных процес-
сов. Некоторые из таких явлений вообще могут быть не ясны, не изучены, или даже в настоящее время
не известны.

Страницы