ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Поглощение, отражение и пропускание лучистой энергии из "Теплотехника " В технических установках, особенно в химической промышленности, часто осуществляются процессы, связанные с переносом массы. [c.177] Теплообмен, как мы видели, характеризуется выравниванием тем-перэтуры массообмен же проявляется в выравнивании концентраций вещества. Если имеется смесь разной концентрации, то каждая составляющая смеси переносится из одного места в другое посредством молекулярной диффузии и путем вихревой (конвективной) диффузии, т. е. в первом случае микроскопическим, а во втором макроскопическим путем. Примерами могут служить такие процессы, как смешение газовых струй различных концентраций, испарение, абсорбция газов, сушка и другие процессы, протекающие без химических реакций. Именно такие процессы и рассматриваются ниже. Существуют и процессы более сложные — происходящие при одновременном протекании химических реакций. [c.177] Массообмен чаще всего сопровождается теплообменом. Испарение жидкости и сушка является примерами тепло- и массообмена. [c.177] Рассмотрим сначала молекулярную диффузию. [c.177] Диффузия, так же как и теплопроводность, представляет собой результат молекулярного движения, чем и объясняется аналогичность математического описания этих процессов. [c.177] Теплопроводность в газе обусловлена хаотическим движением молекул, которые, двигаясь в разных направлениях, выравнивают разницу в их энергии даже если не происходит макроскопического смешивания. Аналогичный процесс происходит и при диффузии, когда постепенно выравнивается разность концентраций вещества до установления равновесного распределения концентраций. [c.177] Так же, как и тепловой поток, поток массы направлен в сторону убывающих концентраций. [c.178] Молекулярная диффузия развивается в результате теплового движения молекул, атомов и ионов, поэтому коэффициент диффузии зависит от молекулярной структуры и термического состояния системы. Для газов он составляет величину порядка 2-10 до 1-10 м 1сек. [c.178] Потенциал переноса называют также движущей силой гллн обобщенной силой. Движущей силой процессов массопередачи является разность концентраций, а при процессе испарения жидкости — парциальные давления паров. [c.178] Эта формула может быть использована при расчете диффузии через неподвижную пленку. [c.178] В условиях движения среды, когда образуется динамический пограничный слой и при разности концентраций на внутренней его границе и вне его, можно выделить диффузионный пограничный слой (аналогично тепловому пограничному слою). Толщина пограничного слоя зависит от скорости газов и при скорости, например, 1 лг/сек составляет бд== = 0,05 мм. Можно положить, что массоперенос через диффузионный пограничный слой в направлении, нормальном к стенке, происходит в пограничном слое только путем молекулярной диффузии (по закону Фика). Подобно тому совместную передачу тепла в движущейся однокомпонентной среде теплопроводностью и конвекцией называют конвективным теплообменом, совместный молекулярный и макроскопический перенос массы называют конвективным массообменом. [c.178] В данном случае АСср — движущая сила диффузионного процесса — аналогична разности температур Д ср для конвективного теплообмена. [c.178] Здесь d tdx представляет скорость изменения концентрации в данной точке. Коэффициент диффузии D аналогичен коэффициенту температуропроводности а. [c.179] Это и есть соотношение Льюиса. При a D можно при расчете массообмена пользоваться тождественными критериальными уравнениями теплообмена. Поэтому при тождественных граничных условиях безразмерные распределения температур и концентраций будут также тождественны. [c.180] При расчете массообмена используют также и специальные критерии, например в теории сушки критерии Федорова, Поснова, Лыкова. [c.180] Г — критерий геометрического подобия. [c.180] Пример 13-3. Определить количество воды, испаряющейся с 1 горизонтялк-ной поверхности за час, если воздух над поверхностью движется со скоростью = = 3,1 л1/сек. Температура воды над поверхностью 15° С, температура воздуха 20 С, относительная влажность воздуха ф = 33,3%- Длина поверхности воды в направлении движения воздуха составляет 1 — 0J м. [c.180] Значение коэффициента кинематической вязкости v=l,56 I0- м/сек (по данным таблицы). [c.180] Вернуться к основной статье