ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предисловие автора к английскому изданию из "Конвективный массоперенос " Данная книга не предназначена для какой-либо одной из перечисленных групп специалистов. Химики, например, уже обладают превосходными пособиями и справочными руководствами. В других областях знания также имеется своя литература. Цель данной монографии — изложить теорию массопереноса в форме, доступной для все возрастаюш,е-го числа специалистов различных отраслей техники. Необходимость такого изложения совершенно очевидна тому, кто пытался, например, использовать методику расчета массопереноса, применяемую инженера-ми-химиками, для вычисления скорости горения жидкого топлива. Аналогичные затруднения возникают при попытках определить скорости совместных процессов конденсации и испарения в ректификационных колоннах по соотношениям, принятым в расчетах установок кондиционирования воздуха. Такие попытки в ряде случаев кончались неудачей, частично потому, что методы какой-либо дисциплины, хотя и использующие в принципе безупречные приближения, в иных условиях могут приводить к серьезным ошибкам. Другая причина подобных неудач связана с затруднениями вычислительного характера. Они возникают тогда, когда математическая формулировка, несложная и удобная в одном случае, переносится на другие задачи, для которых она не предназначалась. [c.7] В книге используется главным образом элементарная математика, т. е. расчеты основаны только на несложных арифметических, алгебраических и геометрических представлениях. Студенты последнего курса, знакомые с основами термодинамики, гищромехаиики и теплопередачи, не встретят затруднений в понимании излагаемого материала. [c.7] Инженеры, работающие в промышленности и не имеющие времени полностью проследить за выводами, найдут в книге, на наш взгляд, достаточно простые рекомендации для решения прикладных задач. [c.7] Сказанное относится и к полноте вывода формул. Лишь немногие специалисты, практически сталкиваюш,иеся в своей деятельности с мас-сопереносом, имеют время для ознакомления со всей теоретической структурой этой науки, связывающей их инженерные формулы с основными законами физики. Более того, даже те, кто обстоятельно изучал эту структуру, смогут, фигурально выражаясь, извлечь пользу из тщательного ознакомления с подводной частью своего айсберга . Невзирая на отмеченные ограничения, я все же на деюсь, что изложение материала будет воспринято как внутренне согласованное во всех своих частях. Я стремился также к тому, чтобы оно было совместимо с более глубокими выводами, которые опираются на это изложение. [c.8] Главным достоинством и основой предлагаемой теории является некоторая идеализация действительных явлений, называемая здесь гипотезой (схемой, моделью) Рейнольдса. Ей уделяется в книге весьма большое место, хотя обоснование теории массопереноса с помощью идеализации вполне обычно. Новое в изложении является выбор рей-нольдсова потока вместо общеупотребительного стефанова потока. Безусловно, такой выбор можно считать лишь делом вкуса. Мне все же кажется, что он обладает определенными преимуществами. Становится возможным рассматривать весьма сложные процессы переноса массы (в том числе и при наличии химических реакций), не пользуясь дифференциальными уравнениями и понятиями диффузии, несовместимыми с элементарным математическим аппаратом. Однако неверно представлять себе, что книга основана на аналогии Рейнольдса между сдвиговым напряжением трения, потоками тепла и массы вещества. [c.8] Здесь уместно объяснить кажущееся странным деление книги, состоящей из двух глав, одна из которых весьма коротка, а другая необычайно длинна . Первоначально было намерение сделать гл. 2 небольшим вступлением к некоторым основным результатам теории массопереноса, т. е. подготовкой к глубокому рассмотрению дифференциальных уравнений или чем-то вроде лазанья по предгорьям с целью тренировки перед штурмом высочайших вершин . Однако даже с этих небольших возвышенностей вид оказался настолько внушительным, что я решил остаться здесь дольше, расширить базовый лагерь и расквартировать в нем тех, кто не стремится к большим высотам. Дальнейшее продвижение экспедиции отложено на некоторое время. [c.8] Книга может вызвать нарекания со стороны тех, кто уже хорошо знаком с какой-либо специальной теорией массопереноса. Они столкнутся здесь с незнакомыми, кажущимися громоздкими и неоправданными обозначениями. Инженеры-химики могут спросить почему им надо пользоваться массовыми единицами концентрации, а не молярными, как прежде Конечно, тем специалистам, чьи интересы ограничены проблемами, с которыми они справляются вполне удовлетворительно, совсем не обязательно предлагаемое нами употребление. Однако, если инженер стремится применить достижения весьма плодотворной теории пограничного слоя либо если он сталкивается в своей работе с химическими реакциями, в которых моли не сохраняются, использование массовых единиц создает значительные преимущества. На мой взгляд, упрощения и преимущества от использования единой системы понятий. [c.8] В действительности, несмотря на то что с первого взгляда обозначения кажутся отпугивающими, они, как это будет показано, обладают своей внутренней логикой и относительно свободны от своеволия автора. [c.9] Применение двойных подстрочных индексов обусловлено необходимостью связать экстенсивные свойства как с компонентами смеси, так и с положением в жидкости. И если другим авторам удается не прибегать в явном виде к понятию переносимой субстанции , то лишь потому, что им не приходилось заниматься разработкой общей теории конвективного массопереноса. Следовательно, они сталкиваются с этим понятием в своих описаниях буквально ad ho . Некоторые из принятых буквенных обозначений в последнее время утратили свое первоначальное мнемоническое назначение. К примеру, символ w (нами употребляется для обозначения составляющей скорости в направлении оси z) чаще используется для обозначения концентрации, нежели символ т, используемый в настоящей книге. Наконец мной введен символ g для массопроводимости с размерностью кг1ж -сек. [c.9] Некоторые мои коллеги и друзья проявили достаточно терпения, чтобы прочесть рукопись. Благодаря их критическим замечаниям я смог устранить отдельные неточности и внести несколько существенных поправок. Приношу свою благодарность также моему секретарю г-же М. П. Стил, которая не только затратила много времени на подготовку рукописи и правку корректуры, но также вычисляла таблицы и вычертила большую часть графиков. [c.9] Вернуться к основной статье