Теплотехника. Кордон М.Я - 60 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

Полный поток массы компонента а, пересекающего границу, J
ac
слагается по определению из конвективного потока J
c
C
ac
и потока вследствие
диффузии j
ac
, т.е.:
JJCj
ac c ac ac
=
+ (2.40)
Для условий, когда граница проницаема лишь для компонента а
(полупроницаемая граница), на ней J
c
=J
ac
, поэтому:
1
1
Jj
ac ac
C
ac
=
−
(2.41)
Соотношение (2.41) должно использоваться для определения полного
потока массы компонента а после того, как значение j
ac
найдено на основе
аналогии.
Расчет массообмена на основе аналогии состоит в определении значения
Nu
D
по соответствующему уравнению подобия для «чистого» теплообмена при
постановке в него вместо Pr и Gr значений Pr
D
и Gr
D
.
Например, теплообмен при продольном обтекании пластины в случае
ламинарного пограничного слоя описывается формулой:
1
0,5
3
0,332 Re PrNu
x
x
=
(2.42)
Массообмен в этих условиях при соблюдении аналогии определяется
зависимостью:
1
0,5
3
0,332 Re PrNu
x
Dx D
=
(2.43)
2.3.2. Высокая интенсивность массообмена
Аналогия имеет место при выполнении следующих условий:
1.
Граничные условия для полей температур (энтальпий) и
концентраций подобны.
2.
Критерий Льюсиса – Семенова равен единице: Le=ρD=1, или
теплоемкости компонентов смеси одинаковы:
СpCp
a
b
=
(2.44)
Первая часть второго условия приближенно выполняется для ряда
газовых смесей.
В этом случае существует аналогия между полем относительных
концентраций и полем относительных энтальпий смеси в системе.
Условие (2.44) характерно для ряда жидких смесей и растворов. Оно
приближенно выполняется также для газовых смесей многоатомных молекул с
близкими молекулярными массами.
В этом случае
существует аналогия между полем температурных напоров
и полем относительных концентраций в системе.
Рассматриваемые условия принципиально важны, когда значительной
являются плотность поперечного потока вещества J
c
на границе. 
      Полный поток массы компонента а, пересекающего границу, Jac
слагается по определению из конвективного потока JcCac и потока вследствие
диффузии jac, т.е.:
                                 J ac = J cCac + jac                    (2.40)
      Для условий, когда граница проницаема лишь для компонента а
(полупроницаемая граница), на ней Jc=Jac, поэтому:
                                              1
                                   J ac =         j                     (2.41)
                                          1 − Cac ac
      Соотношение (2.41) должно использоваться для определения полного
потока массы компонента а после того, как значение jac найдено на основе
аналогии.
      Расчет массообмена на основе аналогии состоит в определении значения
NuD по соответствующему уравнению подобия для «чистого» теплообмена при
постановке в него вместо Pr и Gr значений PrD и GrD.
      Например, теплообмен при продольном обтекании пластины в случае
ламинарного пограничного слоя описывается формулой:
                                                          1
                                 Nu x = 0,332 Re0,5x   Pr  3            (2.42)
      Массообмен в этих условиях при соблюдении аналогии определяется
зависимостью:
                                                             1
                                  Nu = 0,332Re x Pr 30,5                (2.43)
                                      Dx                   D

                   2.3.2. Высокая интенсивность массообмена

      Аналогия имеет место при выполнении следующих условий:
      1. Граничные условия для полей температур (энтальпий) и
         концентраций подобны.
      2. Критерий Льюсиса – Семенова равен единице: Le=ρD=1, или
         теплоемкости компонентов смеси одинаковы:
                                         Сpa = Cp                      (2.44)
                                                 b
     Первая часть второго условия приближенно выполняется для ряда
газовых смесей.
     В этом случае существует аналогия между полем относительных
концентраций и полем относительных энтальпий смеси в системе.
     Условие (2.44) характерно для ряда жидких смесей и растворов. Оно
приближенно выполняется также для газовых смесей многоатомных молекул с
близкими молекулярными массами.
     В этом случае существует аналогия между полем температурных напоров
и полем относительных концентраций в системе.
     Рассматриваемые условия принципиально важны, когда значительной
являются плотность поперечного потока вещества Jc на границе.

Страницы