ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Глава в о с ь ма я. Теплообмен частиц со средой из "Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном (кипящем) слое " Характер протекания теплообмена и массообмена в псевдоожп-женном слое определяется явлениями переноса энергии и вещества внутри самих частиц н вне их. Между теплообменом и массообменом существуют известная аналогия и взаимосвязь. [c.242] Широко известны взаимосвязь явлений теплообмена и массообмена, взаимное влияние их друг на друга. А. В. Лыков [Л. 84] давно показал, что перенос тепла и вещества, строго говоря, нельзя рассматривать отдельно, независимо друг от друга, а только в их взаимосвязи. Известно, например, что концентрационная изотермическая диффузия в газовой смеси вызывает перенос тепла и образование температурного градиента (эффект Дюфо). Обратно, перенос тепла теплопроводностью в газовой смеси вызывает перенос вещества (термодиффузия или эффект Соре [Л. 910]). [c.242] Приведем еще пример простейшей взаимосвязи. [c.242] Принцип линейности состоит в том, что поток энергии гли вещества, скорость каждого процесса считаются пропорциональными соответствующей основной силе , но, кроме того, предполагается, что скорость данного процесса зависит линейно и от всех других движущих сил , имеющихся в системе. Это является более общим приемом, чем предположение о том, что каждый поток зависит только от одной из движущих сил. Разумеется, подобные термодинамические силы сами являются понятием более общим, чем сила в механике, так как под ними подразумеваются причины, вызываю-н ие движение, поток в более общем смысле слова, а не только в частном, узком смысле механического перемещения. Термодинамические силы пропорциональны градиентам температуры, химического потенциала и т. д. и, таким образом, являются величинами, характеризующими отклонение системы от статического равновесия. [c.243] Потоки (энергии, вещества) связаны со стремлением к состоянию равновесия и протекают для величин разной природы в различных координатах. В общем случае поэтому необходимо говорить не о пространственных, а об обобщенных координатах движения . [c.243] Первый индекс при коэффициентах относится к виду потока, а второй — к роду термодинамической силы. [c.244] При наличии в системе i термодинамических сил для нее следует написать t уравнений Онзагера с i членами в правой части. [c.244] Второй принцип термодинамики необратимых процессов принцип взаимности — утверждает, что влияние друг на друга различных процессов, протекающих в системе, взаимно и отличается симметрией в том смысле, что сопряженные (отличающиеся лнщь порядком индексов) перекрестные коэффициенты в уравнениях Онзагера равны, а именно L,2 = L2i = н вообще I.., = /-(,, . Как показал Онзагер, подобная взаимность вытекает из принципа так называемой микроскопической обратимости, заключающейся в том. что в условиях равновесия любой отдельный, а не только суммарный молекулярный процесс и процесс, обратный данному, будут протекать в среднем с одинаковой скоростью. Например, если молекулярный процесс сложен и состоит из двух простых миграции молекул и обмена энергией между ними при соударениях, то утверждается, что при общем равновесии системы будет а состоянии динамического равновесия и каждый из этих процессов в отдельности. [c.244] Для каких-либо не связанных процессов 1 и 2 равенство L,2 = = Z.2i такн е существует, но вырождается в тривиальный результат Li2 = Z.2i = 0. Таким образом, принципы взаимности и линейности, указывая, что обычна зависимость процессов и что она всегда является взаи.мной, не исключают частных случаев полной независимости процессов, опять-таки взаимной. [c.244] Принцип линейности является обобщением многочисленных ранее установленных опытным путем приближенных зависимостей типа закона теплопроводности Фурье, закона диффузии Фика и т. п. [c.244] Перекрестные коэффициенты L. - и т. д. были названы Эккартом коэффициентами увлечения (один поток воздействует на другой, как бы увлекает его). [c.244] Под термином возникновение энтропии здесь подразумевается приращение энтропии в необратимом процессе. Следует иметь в виду, что для неизолированной системы изменение энтропии може происходить не только за счет ее возникновения внутри системы, но и за счет притока тепла или вещества извне. Изменение энтропии от взаимодействия системы с окружающей средой может быть положительным, нулевым или даже отрицательным в зависимости от характера этой связи. [c.245] С учетом принципов Онзагера А. В. Лыковым и его-У-чеииками были уточнены законы молекулярного переноса энергии и вещества в дисперсных средах. Дальнейшие работы Лыкова, Михайлова,. Максимова и др. позволили развить теорию молярно-молекуляр-ного переноса [Л. 84]. [c.245] Имея в виду в дальнейшем возможность и желательность применения подобных методов для наиболее полного решения задачи теплоомбена в сушильных и подобных им устройствах с псевдоожи-женным слоем, в настоящее время представляется целесообразным воспользоваться иным приближенным подходом. Приходится считаться с неполнотой имеющихся в распоряжении опытных данных даже по чистому теплообмену в псевдоожиженном слое, недостаточностью сведений по гидродинамике псевдоожиженного слоя, но физическим константам влажных материалов. Для накопления этих данных необходим многолетний труд исследователей. [c.246] В то же время интересы практики требуют создания уже сейчас хотя бы приближенных способов расчета устройств, использующих перенос тепла и вещества псевдоожиженным слоем. Такие способы могут быть даны, исходя из рассмотрения особенностей, отличающих явления переноса в псевдоожижениом слое и позволяющих сделать ряд упрощающих допущений. [c.247] Эти особенности определяются прежде всего быстрым перемешиванием частиц в развитом псевдоожижениом слов и большой объемной концентрацией их, сравнительно малым диаметром частиц и низкой относительной скоростью обтекания их потоком. Они учтены в последующих главах прп рассмотрении различных вопросов теплообмена в псевдоожижениом слое. [c.247] Вернуться к основной статье