Методы решения задач тепломассопереноса. Теплопроводность и диффузия в неподвижной среде. Коновалов В.И - 43 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Поэтому такие задачи целесообразно ставить в «развязанном» виде. Тогда в вышеприведенной ис-
ходной системе уравнений остаются хорошо изученные «обычные» дифференциальные уравнения теп-
лопроводности и диффузии, а взаимосвязи процессов переноса, стоки тепла и влаги и другие сущест-
венные особенности учитываются заданием:
– температурно-влажностных зависимостей;
– эквивалентных граничных условий;
– эффективных кинетических коэффициентов.
Таким образом, ТВЗ становятся своеобразной дополнительной характеристикой, гибко отрабаты-
вающей разнообразные особенности механизма и кинетики конкретных взаимосвязанных процессов.
Решение такой системы уравнений теплопроводности и диффузии в сочетании с ТВЗ выполняется
итерациями с корректировкой в процессе счета наименее надежных характеристик так, чтобы расчет-
ные температуры и влагосодержания материала в процессе сушки с достаточной точностью соответст-
вовали установленной температурно-влажностной зависимости.
При этом ТВЗ может выбираться:
– локальной для лимитирующего сечения T
лок
(u
лок
) (чаще всего для поверхности испарения);
– среднемассовой T
ср
(u
ср
);
– или даже приближенно в виде T
лок
(u
ср
).
Эквивалентизация граничных условий и эффективные характеристики тепломассопереноса.
Типичными для таких процессов являются ГУ-3 как для задач теплопроводности, так и для задач диф-
фузии.
Описание и расчет таких процессов производится в линейной постановке, как это описано выше для
многослойных задач, по периодам и зонам, зависящим от условий конкретного процесса, а расчет – по
достаточно малым временным интервалам ∆τ в пределах зон.
Соответственно нелинейные потоки и переменные источниковые члены учитываются приведением
ГУ-3 к эквивалентному кусочно-линей-ному виду, а характеристики тепло- и массопереноса, входя-
щие как в ГУ-3, так и в основные уравнения переноса, приводятся к кусочно-ступенчатому виду и яв-
ляются «эффективными», комплексно учитывающими вклад всех существенных для данной расчетной
зоны явлений.
При этом эквивалентные ГУ-3 получаются в традиционной форме:
– для теплопереноса как в первом, так и во втором периоде сушки
)],([
),(
cээквэ
τ−α=
∂τ
τ
∂
λ lTT
lT
; (3.6.54)
– для массопереноса, соответственно, в первом периоде сушки (при межфазном равновесии на по-
верхности тела) и во втором периоде сушки (когда принимаются условные коэффициенты массоотдачи
β*, отнесенные к перепаду фактических и квазиравновесных концентраций влаги на поверхности мате-
риала):
[]
снасиспэ
)),((
),(
ClTС
x
lC
D −τβ=
∂
τ
∂
; (3.6.55)
[
]
),(),(
),(
*
кв
*
э
τ−τβ=
∂
τ
∂
lClС
x
lС
D
. (3.6.56)
Стоки тепла на испарение учитываются в зависимости от механизма испарения влаги, оцениваемо-
го критерием фазового превращения ε.
При чисто поверхностном испарении (ε = 0) в первом периоде сток учитывается в ГУ-3 введением
в (3.6.54) коэффициента массоотдачи β
исп
по соотношениям:
α
β
+α=α
эф
исп
эфэкв
1
n
rb
; (3.6.57)

Страницы