Теоретические основы теплотехники - 154 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Отметим еще, что массообменный пограничный слой, как и гидродинамический, может формироваться и
при турбулентном течении парогазовой смеси. При этом в ламинарном подслое осуществляется молеку-
лярная диффузия, а в турбулентной части слоя – конвективный массоперенос.
Процессы массобмена, аналогичные рассмотренному принято называть массоотдачей.
2.5.3 Массопроводность, массоотдача, массопередача
Равны все музы красотой,
Несходство их в одной одежде
Е. А. Баратынский
В
системах с твердой фазой, особенно в пористых телах, также возникают процессы массобмена, вызы-
ваемые различными физическими факторами, включая и температурные и концентрационные градиен-
ты [27]. Анализ механизмов переноса влаги в капиллярнопористых телах при сушке показывает, что
внутренний массоперенос при изотермических условиях описывается также уравнением (2.72), где D –
представляется как некий коэффициент внутренней диффузии. Массообмен, протекающий в соответст-
вии с законом Фика (при этом конвективные потоки массы отсутствуют) называют массопроводностью.
При этом 0=w и уравнение (2.74) вырождается в дифференциальное уравнение массопроводности
i
i
mD
m
2
∇=
τ∂
∂
.
Отмечая явную аналогию между дифференциальными уравнениями теплопроводности и массопро-
водности, а также уравнениями, отражающими закон Фика и закон Фурье, сформулируем аналогично и
граничные условия для массопроводности. При ГУ-1 задают концентрацию мигрирующего вещества на
поверхности раздела фаз m
iп
; при ГУ-2 – поток массы через единицу этой поверхности j
iп
; при ГУ-4 –
значение производной
()
0=
∂∂
n
i
nm около поверхности раздела фаз.
При ГУ-3 рассматривается процесс массообмена межу твердой или жидкой поверхностью и окру-
жающей средой, как это рассматривалось в предыдущем параграфе. Для расчета массоотдачи использует-
ся уравнение массоотдачи, аналогичное уравнению закона Ньютона-Рихмана, впервые предложенное А.
Н. Щукаревым
j
iп
= α
м
(ρ
iп
– ρ
i0
) или j
iп
= α
мр
(р
iп
– р
i0
), (2.75)
где j
iп
– плотность потока массы при массоотдаче; α
м
и α
мр
– коэффициенты массоотдачи, отнесенные к
разности концентраций или парциальных давлений, соответственно; индексы "п" и "0" показывают, что
соответствующие значения берутся на поверхности и вдалеке от нее, вне пограничного слоя. Величина
коэффициента массоотдачи зависит от многих факторов, в том числе от свойств компонентов смеси, ее
температуры и давления, а также режимов ее движения.
При установившемся режиме удельный поток массы, передаваемый массотдачей, равен потоку, пе-
редаваемому массопроводностью через пристенный слой смеси. Приравнивая правые части формул
(2.75) и (2.72), из этого массового баланса получаем дифференциальное уравнение массоотдачи (в коор-
динатах рис. 2.90)
0
0
=
∂
ρ∂
−=ρ−ρα
y
i
ii
y
D
)(
пм
, (2.76)
которое содержит две неизвестных α
м
и ρ
i
и которое можно решить лишь совместно с другими диффе-
ренциальными уравнениями массобмена.

Страницы