Процесс переноса молекулярный

Рассмотрим теперь простейшие процессы переноса молекулярных признаков, которые существенным образом зависят от длины пробега. Предположим, что в каждой точке течения газ находится в состоянии, близком к равновесному. В этом случае тепловые скорости молекул, т. е. скорости молекул в системе координат, движущейся вместе с газом, по всем направлениям имеют одинаковый порядок. Средняя скорость, средняя квадратичная скорость и средняя относительная скорость теплового движения молекул также одного порядка, и поэтому ниже между ними не будет делаться различия. С этой точностью в системе координат, движущейся с газом, длина пробега 1/ло. [c.25]

Таким образом, в граничном слое Прандтля при наличии в нем градиента концентрации массоперенос осуществляется двумя разными параллельно протекающими путями. Суммарная скорость процесса массопереноса определяется скоростью протекания каждого элементарного процесса переноса. Если, однако,торможение одного из этих параллельных процессов значительно меньше торможения другого, то суммарная скорость массопереноса определяется в основном скоростью этого наименее заторможенного, т. е. быстрого, процесса переноса. Скорость конвективного массопереноса в граничном слое Прандтля снижается по мере уменьшения скорости движения v в нем жидкости (см. рис. 143) и его роль в определении суммарной скорости массопереноса тоже уменьшается, а роль молекулярной диффузии возрастает. Начиная с какого-то расстояния от твердой поверхности б молекулярный перенос вещества становится преобладающим по сравнению с конвективным переносом, который преобладает в части слоя Прандтля (77 — б). [c.209]

Процесс переноса тепла теплопроводностью происходит между непосредственно соприкасающимися телами или частицами тел с различной температурой. Учение о теплопроводности однородных и изотропных тел опирается на весьма прочный теоретический фундамент. Оно основано на простых количественных законах и располагает хорошо разработанным математическим аппаратом. Теплопроводность, или кондукция, представляет собой, согласно взглядам современной физики, молекулярный процесс передачи теплоты. В металлах при такой передаче теплоты большую роль играют свободные электроны. [c.345]

Соотношение (3.3.3) представляет собой уравненпе материального баланса ПАВ, физический смысл которого заключается в том, что количество ПАВ, которое попадает на межфазную поверхность, равно изменению количества ПАВ на поверхности. Это изменение обусловлено нестационарностью процесса переноса ПАВ, наличием конвективной и молекулярной диффузии ПАВ вдоль поверхности раздела фаз п изменением коэффициента поверхностного натяжения. [c.104]

Ранее существовало представление, согласно которому перенос молекулярного потока при транспортных процессах объяснялся прыжковым механизмом, причем прыжки происходят редко на расстоянии порядка межмолекулярного. Прыжок может произойти в том случае, когда расстояние между ближайшими соседями, окружающими частицу, таково, что она может выскочить из этого окружения. Согласно этому механизму диффузии должны существовать две характерные длины свободного пробега, одна из которых соответствует колебанию частицы в ячейке, а другая имеет [c.192]

В большинстве реальных ситуаций интенсивность процессов переноса по сравнению с интенсивностью молекулярного перемешивания и молекулярными обменными процессами оказывается невысокой. Для этих условий сами отклонения функции распределения от локально-равновесной оказываются также небольшими [c.63]

В ламинарном подслое процессы переноса определяются коэффициентами молекулярного переноса v, а и D. В остальной части турбулентного пограничного слоя коэффициенты молекулярного переноса пренебрежимо малы по сравнению с соответствующими коэффициентами турбулентного, или молярного, переноса. [c.328]

Внутри пограничного слоя изменение плотности, имп ль-са и энергии происходит как вследствие конвекции и химических процессов, так и вследствие молекулярных процессов переноса, т. е. диффузии, теплопроводности. Для решения задачи о течении внутри пограничного слоя необходимо выставлять граничные условия на внешней границе пограничного слоя — их получают обычно решением задачи о внешнем невязком обтекании тела. [c.356]

Протекание процессов переноса материалов с одной поверхности на другую. Это перенос пленки более пластичного тела на твердое в результате молекулярного схватывания (намазывание), перенос стали или чугуна в результате наводороживания их поверхностных слоев на мягкое контртело (бронзу, пластмассу) [69 ] и так называемый избирательный атомарный перенос, открытый Д. Н. Гаркуновым и И. В. Крагельским 137]. [c.234]

Многие процессы переноса теплоты сопровождаются переносом вещества. Например, при испарении воды в воздух, помимо теплообмена, имеет место и перенос образовавшегося пара в паровоздушной смеси. В общем случае перенос пара осуществляется как молекулярным, так и конвективным путем. Совместный молекулярный и конвективный перенос массы называют конвективным массо обмене м. При наличии массообмена процесс теплообмена усложняется. Теплота дополнительно может переноситься вместе с массой диффундирующих веществ. [c.6]

Тепло- и массообмен при химических и фазовых превращениях можно считать более общим случаем по сравнению с ранее рассмотренными, однако и эта задача, несмотря на свою сложность и общность, не исчерпывает многообразия процессов тепло- и массообмена. В частности, изучаемые процессы могут усложняться при наложении электромагнитных полей, что имеет место в практике современной техники. Процессы переноса теплоты теплопроводностью, конвекцией и молекулярной диффузией часто (особенно при высоких температурах) сопровождаются процессами теплового излучения. [c.360]

Так как все эти элементы совершенно инертны по отношению к воде, их растворимость в воде схожа. Действительно, все данные о растворимости можно коррелировать достаточно хорошо с помощью одной кривой. На поведение газов в процессах переноса пара могут влиять их плотности и скорости диффузии, и они, конечно, значительно изменяются в зависимости от размеров и молекулярного веса. [c.80]

Конвективный теплообмен — в общем случае процесс переноса тенла в жидкой или газообразной среде с неоднородным распределением скорости, температуры и концентрации, осуществляемый совместным действием двух механизмов перемещением макроскопических частей среды и тепловым движением микрочастиц. Первый из этих механизмов называется конвективным переносом, тогда как второй — молекулярным. В свою очередь применительно к теплообмену последний механизм подразделяется на теплопроводность и диффузию. Влияние конвективного переноса на теплообмен проявляется в зависимости от величины и направления скорости течения среды, от профиля скорости в потоке и от режима течения (ламинарного или турбулентного). Влияние молекулярного переноса на теплообмен проявляется в зависимости от состава и термодинамических и переносных свойств компонент газового потока. В технических приложениях иногда производят дальнейшее дифференцирование терминов и используют понятия теплоотдача и теплопередача . Под теплоотдачей подразумевают теплообмен между твердым телом и омывающей его жидкой или газообразной средой, теплопередачей — теплообмен между жидкими или газообразными средами, разделенными твердой стенкой. [c.370]

Введем еще одно условие, необходимое, в частности, для некоторого упрощения интегрального уравнения пограничного слоя. Из опыта известно, что в ламинарном слое окрашенные струйки не перемешиваются, т. е. скорость V поперечного потока (по оси у) сравнительно невелика. При фазовых превращениях дополнительная скорость, вызванная молекулярной диффузией пара через границу с жидкостью, картины не меняет, но оказывает влияние на толщину пограничного слоя и на процессы переноса. Вместе с тем в работе [8] отмечается, что при малом влагосодержании влияние поперечного потока является слабым. Поэтому в первом приближении можно принять и = 0 при у = 0. При этом поперечный поток массы пара будет учтен в уравнениях отдельным слагаемым, а скорость диффузии пара на границе с жидкостью может быть учтена в граничных условиях при последующих приближениях. [c.115]

Более высокие значения Re,,, в указанных пределах отвечают меньшей возмуш,енности натекающего потока. Если скорость вне пограничного слоя увеличивается вниз по течению (давление падает, конфузор), то область ламинарного течения удлиняется. В противоположном направлении действует замедление (давление растет, диффузор), при котором область ламинарного течения укорачивается. Как бы то ни было, при турбулизации слоя изменяется природа сил, тормозящих течение вблизи стенки. В ламинарном слое развивается обычное вязкое трение, имеющее в своей основе чисто молекулярный процесс переноса количества движения, в турбулентном же слое торможение вызывается турбулентным переносом количества движения, который проявляется в действии соответствующих сил турбулентного трения. Однако и при турбулентном пограничном слое в классической теории принимается, что торможение в предельной близости к стенке происходит только за счет вязкого трения, поскольку пульсации скоростей там затухают и к самой стенке прилегает тонкий ламинарный подслой (фильм). [c.106]

В [2] предложена зависимость для расчета константы осаждения в турбулентном потоке, выведенная на основе аналогии Рейнольдса. На наш взгляд, правомерность такого подхода представляется спорной по двум обстоятельствам а) аналогия Рейнольдса, строго говоря, может применяться только для молекулярных форм продуктов коррозии, так как не учитывает инерционный эффект, существенно влияющий на перенос частиц из ядра турбулентного потока к стенке. В зависимости от скорости потока, температуры и размера частиц их массоперенос [в формуле (2) характеризуемый коэффициентом К ч] может быть на несколько порядков меньше или, наоборот, на несколько порядков выше, чем перенос молекулярных форм продуктов коррозии б) как уже обсуждалось выше, процесс осаждения частиц контролируется стадией освобождения от гидратных оболочек, происходящей на стенке, а не массопереносом из ядра потока. Поэтому в условиях развитого турбулентного потока константа осаждения мало зависит от скорости и коэффициента трения, а, как следует из формулы (5), в основном зависит от температуры и размера частиц. [c.130]

Если жидкость неподвижна, а у поверхности раздела фаз (которую мы в дальнейшем будем называть просто поверхностью) существуют нормальные к ней градиенты температуры или концентрации, то задача сводится к расчету теплопроводности или диффузии. Однако при движении жидкости перенос энергии и вещества происходит не только под действием градиентов потенциалов (как при теплопроводности и диффузии), но и совместно с движущейся жидкостью. Такой комплекс процессов переноса обычно называют конвекцией. Основной особенностью конвективного тепло- и массообмена, следовательно, является перенос энергии и вещества к поверхности или от нее как молекулярным путем, так и макроскопически с движущейся жидкостью. [c.17]

КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН — необратимый процесс переноса теплоты в движущихся средах с неоднородным полем темп-ры, обусловленный совместным действием конвекции и молекулярного движения. [c.434]

Тепловые неустойчивости проявляются во влиянии теплового режима я процессов переноса на параметры плазмы. Ярким примером является тепловой взрыв в лазере на угарном газе. Как во всяком молекулярном газе, колебат. темп-ра в плазме этого лазера превышает доступах, темп-ру газа. В процессе колебат. релаксации, связанной с тушением колебательно возбуждённых молекул, часть колебат. энергии переходит в поступательную, что приводит к повышению [c.353]

Результаты опытов и схема экспериментальной установки представлены на рис. 1, 2 и 3. На рис. 2 дана зависимость интенсивности испарения от общего давления при скоростях движения тела до 50 лг/се/с. Кривая 1 показывает эту зависимость при свободной конвекции, а остальные кривые характеризуют интенсивность испарения при вынужденной конвекции. Как видно из кривой 1, при давлениях, начиная с атмосферного и до 40 мм рт. ст., интенсивность испарения с понижением давления возрастает незначительно. В этом диапазоне давлений проявляются чисто молекулярные процессы переноса тепла и вещества, которые определяются теплопроводностью и диффузией. При давлениях 40 мм. рт. ст. и ниже происходит турбулизация пограничного слоя интенсивным и неравномерно выходящим с поверхности потоком испарившейся массы вещества, которая, судя по интенсивности испарения, достигает своего максимального значения при давлениях 0,5 мм рт. ст. При дальнейшем понижении давления вплоть до 0,1 мм рт. ст. интенсивность испарения [c.219]

Таким образом, полученные опытные данные позволяют предположить, что в диапазоне давлений от 40 до 0,1 мм рт. ст. процесс переноса тепла и вещества в пределах пограничного слоя происходит вследствие молекулярной и турбулентной диффузии, где последняя во > много раз превосходит чисто молекулярную диффузию. [c.220]

Как уже отмечалось выше, нестационарные поля потенциалов переноса в период падающей скорости сушки не дают экстремумов. Поэтому анализ второго периода сушки мы произведем с целью установления влияния отдельных критериев подобия на процесс переноса. Это позволит нам уточнить их физический смысл и роль в молярном и молекулярном переносах тепла и связанного вещества. [c.18]

В формулировке гипотезы упоминаются процессы переноса . Имеются в виду явления теплопроводности, конвекции, диффузии, вязкого обмена, обусловленные как молекулярным, так и турбулентным движениями. Однако из этого перечня исключены химические превращения, для которых не так просто подобрать другой эквивалентный процесс переноса (типа рейнольдсовой модели). Поэтому гипотеза Рейнольдса ничего не говорит по поводу состояния химической агрегации. [c.47]

Учет особенностей механизма переноса импульса и теплоты в вязком подслое турбулентного потока, различия скоростей изменения импульса и теплосодержания молей при их поперечном перемещении, а также учет вклада молекулярной вязкости и теплопроводности в процессы переноса при турбулентном течении теплоносителя позволил получить модификацию гидродинамической аналогии, единую для газов, капельных жидкостей и жидкометаллических теплоносителей в виде [92] [c.212]

По существующим физическим представлениям процессы переноса низкомолекулярных веществ в полимерах, обусловленные активированной диффузией, в значительной мере определяются молекулярной подвижностью структурных кинетических элементов (полимерных сегментов), их энергетической напряженностью. [c.61]

В общем случае температура фаз на межфазной границе претерпевает скачок. Молекулярно-кинетический анализ [23] процессов переноса в тонком кпудсеновском слое пара (толщиной порядка нескольких длин свободного пробега молекул) привел к следующей формуле [c.271]

Для выполнения расчетов процессов переноса на основе кинетической теории (уравнение переноса Больцмана) [588] требуются данные о молекулярном взаимодействии, которые значительно усложняют расчеты для некоторых газов [342] и неизвестны для большинства жидкостей [229]. Введением соответствующих феноменологических соотношений в механике сплошной среды [686] удается эффективно заменить фазовое пространство (координаты положения и количества движения) уравнения переноса Больцмана конфигурационным пространством (координаты положения) и свойствами переноса пос.ледние могут быть определены экспериментально. Это составляет основу второго из указанных выше методов исследования, который сравнительно недавно используется при изучении многофазных систем. [c.16]

В пособии, написанном в соответствии с программой по теоретической физике, утвержденной Минвузом СССР, приведен материал второй части курса термодинамики и статистической физики (Ч. I Термодинамика и статистическая физика. Теория равновесных систем — 1986 г.). Излагаются общий метод вывода кинетических уравнений по Боголюбову и получение этим методом газокинетического уравнения Больцмана и кинетического уравнения Власова для плазмы. Рассматриваются вопросы теории брауновского движения, случайных процессов и процессов переноса, а также новые вопросы, определяющие перспективы развития термодинамики и статистической физики самоорганизация сильно неравновесных систем, численные методы в статистической физике — метод Монте-Карло и метод молекулярной динамики. [c.2]

Сущность этих явлений можно объяснить следующим образом. Происхождение сил вязкости и возникновение процесса теплопроводности в газе связаны с молекулярным строением вещества. Перемеш,ение молекул в объеме газа из одного места в другое приводит к переносу энергии и количества движения. При этом изменение количества движения вызывает появление силы вязкости, а перенос энергии обусловливает свойство теплопроводности. Поэтому с увеличением температуры увеличиваются теплопроводность и динамическая вязкость в газовой среде. При возникновении диссоциации характер изменения X и л довольно сложный (рис. 1.29). При малой степени диссоциации значения X снижаются, что вызвано затратами внутренней энергии на разрыв молекулярных связей. При повышении степени диссоциации более интенсивное дробление молекул на атомы приводит к росту числа частиц, участвующих в процессах переноса и, следовательно, к увелйчению теплопроводности X. При очень сильном разогреве газа значительно увеличиваются затраты внутренней энергии на ионизацию, что снижает теплопроводность. [c.35]

В общем случае температура фаз па межфазпой границе претерпевает скачок. Молекулярно-кинетический анализ процессов переноса в тонком кнудсеновском слое пара (толщипо][ по-X)H4ija нескольких длин свободного пробега молекул) приводит к следующей формуле [c.182]

Материал книги условно можно разбить на две чазти. В первой из них (гл. 1—4) изложены основы процессов молекулярного переноса и излучения в газах, а во втсрой (гл. 5—7) даны основные уравнения аэротермохимии, сведения из теории процессов переноса в реагирующем пористом твердом теле и приложения этих фундаментальных понз тий к теории горения, физической газовой динамики, теории многокомпонентного пограничного слоя и вязкого удар][ого слоя. [c.4]

В заключение отметим, что при сильном различии молекулярных масс компонентов необходимо корректно учитывать процессы переноса и теплофизические свойства реагентов. В этом случае нельзя игнорировать перенос энергии в ходе многокомпонентной диффузии, т. е. приближение = idem и Le = 1 приводит к существенной погрешности (до 100%). [c.355]

В 5.4 было сформулировано необходимое условие существо-вания нестационарности процессов переноса в открытых реакционноспособных системах (5.4.3). Представляет интерес проверка этого условия. С этой целью рассмотрим обтекание лобовой критической точки инертного тела вращения, которое во все время процесса тепломассообмена сохраняет постоянную достаточно высокую температуру, холодным потоком реакционноспособного газа, состоящего из СО, О2, N2. В газовой фазе протекает гомогенная химическая реакция 2 СО + О2 = 2 СОа. Возникает вопрос о квазистационарности состояния газовой фазы. С физической точки зрения, очевидно, что если характерное время гомогенной реакции значительно меньше характерного аэродинамического времени и времен релаксации молекулярных процессов переноса (теплопроводности, диффузии компонентов и диффузии импульса), то состояние газа нельзя считать ква-зистационарным. Действительно, в этом случае скорость возникновения неоднородностей полей температур и концентраций вследствие химической реакции выше скоростей их исчезновения вследствие процессов молекулярного переноса и состояние газа нельзя считать квазистационарным. Поскольку внутренняя энергия и концентрации компонентов единичной массы ограничены, могут иметь место колебания полей температур и концентраций. [c.399]

Кроме политетрафторэтилена, рассмотрим также полиметилметакри-лат. Хотя оба эти материала не нашли широкого практического применения в качестве теплозащитных покрытий, их изучение представляет большой интерес, так как на их примере удобно рассмотреть элементарные процессы переноса тепла и массы в прогретой зоне и в пограничном слое. Для них характерны низкие значения коэффициентов теплопроводности и излучательпой способности разрушающейся поверхности, повышенная теплоемкость и низкая температура начала деполимеризации. Разрушение этих материалов сопровождается интенсивным образованием газообразных продуктов, молекулярная масса которых зависит от давления и состава окружающей среды. Вследствие относительно низкой температуры разрушающейся поверхности и малой теплопроводности они аккумулируют незначительное количество тепла в поверхностном слое, что приводит практически к отсутствию прогретой зоны. [c.144]

Исходя из физического смысла, можно с уверенностью утверждать, что в рассматриваемой обычно и здесь диффузионной трактовке процесса переноса тепла в среде сингулярных решений оператор переноса тепла не имеет. Иначе обстоит дело при рассмотрении процесса переноса тепла на уровне молекулярных явлений. В этом случае строгий учет молекул — переносчиков тепла, длительное время не испытывающих соударений, несмотря на их малочисленность, привел бы к необходимости использовать сингулярные собственные функции наряду с функциями дискретного спектра. Разумеется, для описания переноса тепла при этом пришлось бы отойти от простейших дифференциальных уравнений диффузионного типа и прибегнуть к интегродифференциаль-ному уравнению Больцмана. [c.98]

При рассмотрении молекулярного тепло- и массопереноса ( 6-6) мы проанализировали влияние большой группы критериев подобия на распределение безразмерных потенциалов. Перестройка механизма, связанная с образованием молярного потока вещества и тепла, приводит к изменению характера влияния на процесс переноса некоторых из уже рассмотренных критериев подобия. Так, критерии Поснова и Кос-совича не являются больше автомодельными по отношению к полям некоторых потенциалов. В высокоинтенсивных процессах важную роль начинают играть новые критерии подобия, характерные только для молярного переноса. Сравнение влияния отдельных критериев в молекулярных и молярных процессах позволяет уточнить природу критерия, что весьма важно для правильной ориентации в этих новых и весьма сложных явлениях. [c.436]

Предлагаемый здесь метод расчета процессов переноса в молекулярно-вязкостном потоке в условиях вынужденной конвекции при ламинарном режиме основац на использовании критериальных уравнений для континуума и обобщенных уравнений для коэффициентов молекулярного переноса [Л. 89, 911. Получаемые с помощью этого метода расчетные соотношения асимптотически переходят в известные решения для континуального (вязкостного) и свободно-молекулярного течения и дают результаты, согласующиеся с опытными данными для скользящих дозвуковых и сверхзвуковых потоков. Таким образом, излагаемый ниже метод позволяет по одним и тем же уравнениям рассчитывать перенос для континуума, скользящего и свободно-молекулярного потока. [c.208]

Структурная (кристаллическая) О. а. В кристаллах, где существует дальний порядок, вклад в О. а. помимо хиральных молекул (если таковые имеются) дают коллективные процессы, в основном процессы переноса. Эти процессы могут создавать О. а. в веществе, где отд. частицы не хиральны, при наличии в кристалле необходимых элементов симметрии. В табл, приведены те классы симметрии кристаллов, в к-рых может возникать О. а. молекулярного и структурного происхождения. [c.426]

ПЕКЛЕ ЧИСЛО — безразмерное число, являющееся подобия критерием для процессов конвективного теплообмена. Названо по имени Ж. К. Пекле (J. С. Pe -let). П.ч. Ре = Ца = ppv/(V )> — характерный линейный размер поверхности теплообмена, v — скорость потока жидкости относительно поверхности теплообмена, а — коэф. темнературопроводности, Ср — теплоемкость при пост, давлении, р — плотность и коэф. теплопроводности жидкости или газа. Число Ре характеризует отношение между конвективным и молекулярным процессами переноса теплоты в потоке жидкости пли газа. При малых значениях Ре преобладает молекулярная теплопроводность, при больших — конвективный перенос теплоты. П. ч. связано с Рейнольдса числом fie и Прандтля числом Рг соотношением Ре = = fiePr. [c.552]

Анализ механизма процессов обмена в турбулентном потоке жидкости дает возможность наметить пути для преодоления создавщихся трудностей. Действительно, величина коэффициента теплопроводности и теплоемкость существенны не во всем объеме турбулентного потока жидкости, а лишь в пограничном слое, в котором доминирующую роль играет молекулярный процесс переноса тепла — теплопроводность. В то же время потеря напора, зависящая от плотности и вязкости среды, хотя и вызывается процессами, возникающими в ламинарном пограничном слое (или подслое), однако основная диссипация энергии сосредоточена в турбулентной зоне потока. [c.183]

Процесс переноса вещества при молекулярном и турбулентном обмене В. В. Кафаров [1] описывает следующим уравнением [c.324]

Интенсивность процесса переноса импульса, тепла и вещества при ламинарном режиме течения, как известно, определяется молекулярным обменом. При развитом турбулентном режиме течения роль молекулярного обмена становится исчезающе малой, молекулярный обмен уступает место молярному. Наиболее сложный характер имеет, однако, механизм обмена в промежуточной области течения, где оба вида явлений переноса — молекулярный и молярный — соизмеримы по величине и взаимодействуют неаддитивным, нелинейным образом. Это обстоятельство придает специфичный характер закономерностям переноса в переходной области течения, отличным от аналогичных закономерностей для чисто ламинарного или тур булентпого режимов. Физически разумная интерполяционная формула для некоторой закономерности в переходной области должна в пределе переходить в формулы, справедливые соответственно для ламинарной и турбулентной областей течения. Более того, переход этот должен соверщаться, как правило, со слабым разрывом на нижней критической границе (скачок производной) и асимптотически — на верхней. Такой вид перехода типичен для интегральных характеристик (сопротивление, теплоотдача и др.), тогда как плавный переход на обеих границах характерен для локальных (профили скорости, температуры и др.). [c.149]

В молекулярно-вязкостном режиме состояния газа при значениях критерия Кнудсена Кп, больших 0,02, как уже указывалось, имеет место новый механизм теплообмена, отличающийся от механизма теплообмена в вязкостном -режиме. Это привело к необходимости введения нового определ яющего критерия для молекулярно-вязкостного режима, отражающего изменившийся механизм теплообмена, Определяющий критерий может быть получен на основе рассмотрения физического процесса переноса тепла в молекулярно-вязкостном режиме, а также на основе анализа граничного условия (3). В результате получаем выражение дл1Я нового критерия в следующем виде [c.530]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...