Скорость диффузионного переноса тепла

Как было показано, все коэффициенты диффузионного переноса тепла, массы и импульса определяются произведением средней скорости носителей (с) на среднюю длину свободного пробега [I) [c.99]

Кроме того, если Le=l, то r=Vj, и значение g для переноса тепла и вещества одинаково. Но поскольку скорость массопереноса т" в уравнениях диффузии и энергии одинакова, то в диффузионной и тепловой задачах равны и значения В. Таким образом, из уравнения энергии имеем [c.391]

Рис. 129. К применению диффузионной теории переноса импульса и тепла на стенку из турбулентной зоны потока а) распределение скоростей 6) распределение температур при переносе тепла от среды к стенке в) - распределение температур при переносе тепла от стенки к среде

Для дальнейшего усовершенствования диффузионной теории переноса тепла в турбулентных потоках необходимы более точные сведения о распределении скорости в поперечном сечении [c.321]

Советскими учеными, и в первую очередь А. В. Лыковым и его школой, разработана аналитическая теория совместного тепло- и массопереноса, позволяющая одновременно определять температурные поля и поля концентрации диффундирующих веществ в твердых телах. Выделение роли кратковременных и импульсных процессов потребовало внесения корректив в феноменологическую теорию диффузионного переноса. В результате разработки основ статистической теории диффузионного переноса выведено дифференциальное уравнение теплопроводности гиперболического типа, учитывающее конечную скорость распространения тепла и предназначенное для расчетов нестационарных температурных полей, формирующихся за промежутки времени, сопоставимые с временем тепловой релаксации. [c.7]

Последний член в выражении, полученном для теплового потока (4.47), появился из-за диссоциации в пограничном слое. Заметим, чго если Ье=1 или ае = а тогда диссоциация не будет влиять на тепловой поток к поверхности. Если Ье=1, тогда в соответствии с п. 2.6 тепло переносится к поверхности за счет диффузии со скоростью, равной скорости, с которой оно переносится за счет теплопроводности и конвекции, и нет никакой разницы в том, как происходит перенос тепла, при условии, что поверхность является каталитической для реакции рекомбинации. Если ае=Кш, пограничный слой представляет собой существенно однородную смесь атомов и молекул, так что будут отсутствовать диффузионные потоки к поверхности. Скрытое влияние диссоциации будет проявляться в первую очередь в энтальпийном потенциале /г — Лш, который мы с использованием соотношений (4.6) и (4.26) можем выразить как [c.109]

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]

Общие дифференциальные уравнения диффузионного и теплового пограничных слоев известны, но для данного конкретного случая (двухкомпонентная газовая смесь с фазовыми превращениями) они достаточно сложны [32, 51]. Сделанные упрощения дифференциальных уравнений пограничного слоя имеют своей целью усилить роль основного эффекта при расчетах взаимосвязанных процессов тепло- и массообмена между газом и жидкостью и в то же время по возмол<ности в наибольшей мере учесть второстепенные. Как видно из уравнений (1-10), (1-18), основным результатом таких упрощений является возможность представить линейным распределение потенциалов переноса массы и энергии в пограничных слоях за счет осреднения некоторых физических параметров в пределах слоя. Этот результат есть следствие особенностей рассматриваемых процессов, включая невысокие относительные скорости фаз, небольшие разности потенциалов переноса, а также специфическое для двухкомпонентных смесей равенство абсолютных значений градиентов концентраций компонентов, градиентов их парциальных энтальпий (Я , Яг) и парциальных давлений. [c.30]

Случай крупномасштабной турбулентности может быть рассмотрен исходя из других представлений (см., например, К. И. Щелкин и Я. К. Трошин, 1963). Перенос горения крупномасштабными турбулентными пульсациями в принципе отличается от переноса горения при помощи турбулентного тепло- и массообмена. Перенос горения имеет не диффузионный, а эстафетный характер. Пламя, перемещаемое турбулентной пульсацией, оставляет в любом месте, где есть горючая смесь, новый фронт горения. Языки пламени, проникнув благодаря турбулентным пульсациям в не-сгоревшую смесь, поджигают ее и оставляют в несгоревшей смеси, независимо от дальнейшей судьбы элемента газа, участвовавшего в турбулентной пульсации, очаги горения, образующие новый фронт горения. Эстафетный характер передачи горения при крупномасштабной турбулентности приводит к зависимости турбулентной скорости пламени от средней квадратичной скорости пульсаций вида [c.365]

Теория Прандтля дает удовлетворительные результаты при использовании ее для расчета поля скоростей в струйных пограничных слоях. Для расчета диффузионных пограничных слоев наиболее удачной для замыкания уравнений является теория завихренности Тейлора, которая основана на предположении, что турбулентные потоки импульса и тепла вызываются переносом вихрей и могут быть выражены формулой (14.7) и зависимостью [c.219]

Переход таких состояний в состояние термодинамического равновесия обеспечивается соответствующими диффузионными потоками, которые стремятся выровнять существующие в системе неоднородности. Диффузионные потоки тепла от горячих згчастков системы к холодным будут выравнивать температуру, диффузионные потоки частиц будут выравнивать их состав, а диффузионные потоки импульса от движущихся частей системы к неподвижным будут гасить скорость любого макроскопического движения. В этой связи эти неравновесные процессы называют процессами переноса. [c.187]

В работах [Л. 104, 430] исследован процесс радиационного теплообмена ламинарного потока с заданным профилем скоростей, текущего в канале. При этом так же, как и в исследованиях внешней задачи обтекания поверхности, пренебрегается аксиальным переносом тепла за счет теплоироводности и излучения. Далее автор, исходя из результатов исследования чисто конвективного теплообмена на стабилизированном участке, делает допущение о постоянстве безразмерного температурного профиля в каждом сечении потока, что позволяет свести задачу к одномерной. При описании радиационного теплообмена автором используются интегральные уравнения теплообмена излучением применительно к плоскому слою. Представляя искомую функцию безразмерной температуры в виде одномерного ряда Тэйлора по оптической толщине слоя и подставляя ее в исходное интегральное уравнение, автор приходит к нелинейному дифференциальному уравнению, решаемому затем численно. При этом производится ограничение первыми тремя членами ряда, что дает дифференциальное уравнение второго порядка. Полученные результаты численного решения были сопоставлены автором [Л. 104] с решениями методом диффузионного приближения и приближения оптически тонкого слоя. [c.400]

Критерий Соре характеризует термодиффузионный эффект он равен гермодиффузионной постоянной, которая зависит.от условий и механизма взаимодействия между молекулами. Критерий Дюфо равен от-нощению теплоты изотермического массопереноса Q к энтальпии смеси единицы массы ее. Следовательно, критерий Du характеризует величину диффузионной теплопроводности по отнощению к конвективному переносу тепла при условии равенства линейных скоростей диффузионного и конвективного переносов. [c.112]

В этих условиях простые диффузионные представления о переносе тепла, массы и шшульса теряют силу интенсивность перемещения молекул по различным направлениям в сильно разреженном газе не сохраняется одинаковой сказывается лучевой характер перемещения молекул. Перенос энергии на границе с поверхностью тела в разреженном газе осложняется отражением молекул с неполным обменом энергии с частицами тела наблюдается явление температурного скачка. Течение разреженного газа относительно поверхности тела осуществляется со скольжением, и на границе наблюдается скачок скорости тече- [c.103]

Роде и Соберс [108] высказали предположение, что избыточный рост на краях пластины, часто наблюдаемый в слоях, выращенных методом ЖФЭ, происходит потому, что при охлаждении радиационные потери тепла у графита больше, чем у поверхности жидкой фазы. В результате у более холодных стенок, по-видимому, образуются конвективные потоки. Конвекция способствует- тому, что перенос As от избыточного GaAs из верхнего слоя раствора по краям области роста происходит с большей скоростью, чем диффузионный перенос к остальным частям поверхности кристалла. Была предложена модификация метода резкого охлаждения, основанная на этом предположении. Растворы быстро охлаждали до пересыщения в 5°С (при начальной температуре 778°С) без контакта с предварительной или ростовой затравкой. Устанавливалась наименьшая допускаемая использованным оборудованием скорость охлаждения 0,03°С/мин, компенсирующая вариации температуры печи. При таких условиях расплавы выдерживались 10 мин. За это время происходило затухание конвекционных потоков. Так как использованные средства контроля позволяли изменять температуру на 0,02—0,03°С/мин, очень малая скорость охлаждения эффективно приводила к условиям постоянной температуры . Основной движущей силой роста являлись растворенные компоненты, находящиеся в объеме раствора в состоянии пересыщения, возникшего во время начального переохлаждения на 5°С. Снижение температуры со скоростью 0,03°С/мин здесь значительной роли не играло. Было достигнуто заметное уменьшение краевого роста. [c.146]

Явления переноса в мембранах являются в основном процессами диффузионного типа, связанными со взаимным наложением явлений (в частности, явлений гидродинамики пористой среды) и протекающими со сравнительно малыми скоростями. Поэтому наиболее естественным аппаратом для описания этих явлений представляется термодинамическая теория необратимых процессов, большим преимуществом которой является отсутствие необходимости использовать модельные представления при анализе явлений [8—10]. Этот аппарат нашел широкое применение при анализе различных явлений тепло- и массопереноса и был исПбльзован, в частности, для исследования некоторых мембранных явлений [3]. Наиболее общей в этом отношении является работа Ставер-мана [И], теоретически рассмотревшего различные характеристики мембранных явлений (диффузионный потенциал, электрокинетйческие явления и т. п.) в изотермических условиях. [c.269]

Этой проблематике и подчинена предлагаемая читателю монография. Ее основная цель состоит в разработке и обосновании полуэмпирических моделей турбулентности многокомпонентных реагирующих газовых смесей как математической основы описания структуры, динамики и теплового режима тех областей планетной атмосферы, которые формируются под воздействием комплекса аэрономических процессов и турбулентного перемешивания. Сюда относятся развитие макроскопической теории диффузионных процессов молекулярного переноса в газовых смесях в качестве основы описания тепло- и массопереноса в многокомпонентной среде верхней и средней атмосферы построение для многокомпонентного реагирующего газового континуума полуэмпирических моделей крупномасштабной турбулентности, позволяющих, в частности, удовлетворительно описывать турбулентный перенос и влияние турбулизации потока на скорости протекания химических реакций разработка усложненных моделей многокомпонентной турбулентности, включающих, в качестве замыкающих, эволюционные уравнения переноса для одноточечных вторых корреляционных моментов турбулентных пульсаций термогидродинамических параметров, предназначенных для постановки и решения разнообразных аэрономических задач, в [c.6]

Эта формула получена из строгой кинетической теории газов. Первый член в этом выражении — обычный подвод тепла за счет кон-вективного переноса, второй член — количество тепла, переносимое вследствие относительного движения компонент смеси (диффузии). Последний член выражает поток тепла, возникающий за счет градиента концентраций или разности диффузионных скоростей отдельных компонент (эффект Дюфора). В большинстве случаев этот член мал и при практических вычислениях его опускают, хотя сохраняют в общих уравнениях. Другие виды уравнения энергий могут быть получены аналогично, если под вектором потока понимать выражение 2.56). [c.92]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...