Диффузионный (молекулярный) перенос массы

Диффузионный (молекулярный) перенос массы 360 Дросселирование 49 [c.421]

Диффузионным или молекулярным переносом массы осуществляется перенос массы пара и инертного газа. [c.360]

Диффузионный или молекулярный перенос массы — перенос массы, обусловленный диффузией. [c.360]

Молекулярный перенос массы. Перенос массы происходит под действием градиента химического потенциала и градиента температуры VT. Диффузионный перенос массы в многокомпонентных смесях достаточно сложен. Для упрощения предположим, что диффузия происходит в основном компоненте -смеси диффузией остальных компонентов пренебрегаем. [c.19]

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]

Согласно элементарной кинетической теории газов, все коэффициенты молекулярного переноса равны между собой а=В = ) это отражает тот факт, что в первом приближении диффузионный механизм переноса энергии видимого движения потока, внутренней энергия и массы один и тот же. В этом случае все коэффициенты переноса а, В, вырождаются в один коэффициент диффузионного переноса. В реальных газах эти коэффициенты не равны, благодаря взаимодействию молекул между собой, а также в актах, соударения. [c.43]

Перенос пара и неконденсирующихся газов происходит не только путем молекулярной диффузии (концентрационная и термическая диффузия), но и по закону фильтрации Дарси. Этот вид фильтрационного движения по своей физической сущности также является гидродинамическим течением, однако в случае фильтрации через капиллярно-пористые тела, где путь движения массы весьма запутан и извилист, такая фильтрация-также условно относится к фильтрационной диффузии. Таким образом, перенос массы происходит диффузионным путем, если под диффузией понимать хаотическое движение, включающее не только молекулярную, но и капиллярную и фильтрационную диффузию. [c.434]

Теория Л. Г. Лойцянского в принципе позволяет включить в анализ дополнительные эффекты молекулярного переноса импульса тепла, массы вещества и пр., возникающие при совместном протекании указанных процессов в общем гидродинамическом поле (термодиффузия, диффузионная теплопроводность и др.). Это позволит использовать богатый и хорошо разработанный аппарат термодинамики необратимых процессов. [c.12]

Для ряда жидких смесей и растворов роль диффузионных потоков массы компонентов в молекулярном переносе энергии оказывается ничтожной из-за малости коэффициента диффузии (в сравнении с температуропроводностью). В этом случае молекулярный поток энергии также выражается уравнением (3.287), т.е. имеет вид закона Фурье (3.5) и целиком определяется градиентом температур. [c.265]

Для рассмотрения молекулярного диффузионного переноса массы в газе, состоящем из нескольких разнородных молекул, выделим элементарный плоскопараллельный слой толщиной равной средней длине свободного пробега -ых молекул газа. [c.50]

Теплообмен поверхности нагрева с окружающей жидкостью в условиях пузырькового кипения отличается от теплообмена жидкости без кипения более высокими коэффициентами теплоотдачи. Особенностью процесса кипения жидкости является зарождение, рост и отрыв множества небольших по объему шаровых пузырьков и приток к месту образования пузырьков пара новых масс жидкости. При кипении жидкости в граничном слое у поверхности нагрева осуществляется пульсирующее перемещение множества паровых и водяных масс, которое целесообразно рассматривать как статистическое множество своеобразных носителей энергии, массы и импульса. Интенсивное перемещение этих носителей в граничном слое у поверхности нагрева при кипении жидкости способствует более быстрому переносу тепла по сравнению с молекулярным диффузионным переносом в граничном слое некипящей жидкости. Пульсационный конвективный перенос тепла множеством поступающих к поверхности нагрева жидких масс сопровождается молекулярным переносом тепла в граничном слое у поверхности нагрева и у поверхности оболочек мельчайших паровых пузырьков. При очень больших тепловых нагрузках поверхности нагрева количество растущих паровых [c.361]

Известно, что при процессах массообмена основное изменение концентрации вещества происходит в весьма тонком слое, непосредственно примыкающем к поверхности раздела сред. Так как в диффузионном пограничном слое перенос массы осуществляется молекулярным способом и скорость этого переноса определяет скорость протекания процесса массопереноса в целом, то для его интенсификации обычно стремятся уменьшить толщину этого слоя, повысив тем самым градиент концентрации вещества в переходной зоне. Толщина диффузионного пограничного слоя зависит от скорости потока V [c.593]

В неизотермическом потоке диссоциирующей четы-рехокиси азота образуются поля концентраций компонентов системы наряду с полями скоростей и температур. При течении в обогреваемом канале у стенки повышается содержание компонентов с меньшим молекулярным весом (в соответствии с реакциями диссоциации), а в ядре потока — более тяжелых компонентов. В случае охлаждения у стенки повышается концентрация тяжелых компонентов. Различие концентраций компонентов у стенки и в ядре потока приводит к переносу массы путем концентрационной диффузии. Одновременно с диффузионным происходит и турбулентный перенос массы, зависящий от характеристик течения. Так как массоперенос осуществляется в неизотермическом потоке, процесс сопровождается протеканием экзо- и эндотермических реакций. Так, например, в условиях нагрева молекулы с большим молекулярным весом переносятся к стенке, где диссоциируют с поглощением теплоты реакции на более легкие компоненты, которые, перемещаясь в ядро потока, рекомбинируют с выделением теплоты реакции. В связи с высокими значениями теплоты реакций реакционная составляющая суммарного коэффициента теплообмена в системе N2O4 может в несколько раз превышать уровень теплообмена в химически инертной смеси данных компонентов. [c.49]

Перенос массы вещества определяется разностью потенциалов мас-сопереноса. Потенциалом диффузионного переноса в газовых смесях является отношение химического потенциала ц к абсолютной темпера-туре (Ёсли пренебречь эффектами термодиффузии и диффузионной теплопроводности, то перенос массы вещества определяется градиентом удельного массссодержания VPiot а молекулярный перенос тепла — градиентом температуры. [c.74]

Перенос любой субстанции (массы, импульса, энергии и т. д.) в подвижных средах может происходить как молекулярным (хаотическим тепловым движением), так и конвективным (гидродинамическим макроскопическим движением) путем. По своей физической природе молекулярный перенос обусловлен диффузией (молекулярным перемешиванием) и поэтому его можно назвать диффузионным переносом. В этом случае перенос теплоты теплопроводностью в однородной жидкости является переносом теплоты при помощи самодиффу-Зйи . Конвективный перенос субстанции обусловлен видимым (организованным) движением самой среды, которое происходит за счет внешних сил и перепада давления. [c.6]

Если молекулярная масса вдуваемого газа-охладителя отличается от молекулярной массы газа основного потока, на повер.хности обтекаемого тела образуется двухкомпонентиый пограничный слон из газов с различными молекулярными массами. Обычный механизм переноса массы и энергии дополняется диффузионным переносом, который в условиях пористого охлаждения является весьма сложным. В этом случае наряду с диффузионным потоком массы, обусловленным градиентом концентрации, появляется относительное движение компонентов смеси вследствие неоднородности температуры внутри пограничного слоя (термическая диффузия). Термическая диффузия сопрвождается обычной диффузией, поскольку в пограничном слое имеет место градиент концентрации. Направления действия обычной и термической диффузии могут быть одинаковыми или противоположными. Это зависит от соотношения молекулярных масс вдуваемого газа и газа основного потока. Установившееся состояние возможно, если разделительный эффект термической диффузии уравновешивается перемешивающим действием обычной диффузии. Однако независимо от того, наступило или не наступило установившееся состояние, градиент температуры вызывает градиент концентрации, а термическая диффузия — непрерывное перемещение компонентов смеси. [c.288]

В турбулентных потоках жидкостей и газов перенос тепла в значительной мере осуществляется неупорядоченным перемещением Или дрейфом отдельных возмущенных клочкообразных масс среды в потоке. Эти дрейфующие, сравнительно большие, массы среды в потоке удается рассматривать как множество отдельных молярных или турбулентных носителей энергии, которые, перемещаясь в различных направлениях пространства, способны переносить энергию. Диффузионный характер дрейфующих турбулентных масс в потоке позволяет применить для определения удельного потока турбулентного переноса энергии формулы, аналогичные молекулярному переносу тепла [c.28]

Рассмотрим молекулярный (диффузионный) перенос массы, количества видимого движения (импульса) и энергии, описьшаемый классическими законами диффузии массы Фика, внутреннего трения Ньютона и теплопроводности Фурье. [c.19]

Перенос массы в капиллярнопористых телах, как уже было рассмотрено выше, описьшал-ся системой дифференциальных уравнений параболического типа Движущейся термодинамической силой переноса массы для однородных тел поликапиллярной структуры являются градиент концентрации (Ую = Ро <) и градиент температуры ( Т). Этот сложный перенос хаотического характера рассматривался как диффузионный перенос, куда входит молекулярная, капиллярная и фильтрационная диффузия. Если в капиллярнопористом теле конвективный перенос очень мал и им обычно пренебрегают, то в случае пористых сред это можно сделать не всегда. [c.508]

Перенос массы во внешней фазе осуществляется конвективной и молекулярной диффузией. Основные закономерности этого переноса, рассмотренные ранее (см. гл. 15), обусловлены образованием вблизи поверхности твердой фазы диффузионного пограничного стюя т олщиной 5д (рис. 19-1), в котором преобладает молекулярный перенос. За пределами этого слоя в переносе массы доминирует конвективная диффузия. Профиль концентраций по толщине слоя 5д криволинеен. Однако, приближенно приняв его линейным, можно описать поток массы д с помощью уравнения массоотдачи [c.178]

Интенсивность теплоотдачи при пузырьковом кипении велика и чаще всего не лимитирует рабочие процессы, коэффициенты же теплоотдачи намного выше, чем в случае жидкости, нагрев которой происходит без кипения. Особенностью процесса кипения является образование множества пузырьков, их рост, отрыв от поверхности нагрева и приток на их место новых масс жидкости. Энергичное перемещение множества паровых и водяных масс и объясняет более интенсивный теплообмен в граничном слое поверхности нагрева, гораздо ббльший по сравнению с молекулярным диффузионным переносом тепла в граничном слое некипящей жидкости. При очень больших тепловых нагрузках количество образующихся паровых пузырьков может быть так велико, что у поверхности образуется сплошная паровая пленка, что создает пленочный режим кипения, при котором теплоотдача резко уменьшается, а температура стенки увеличивается. В практических условиях пленочный режим кипения является крайне нежелательным, и поэтому в большинстве сл чаев применяют пузырьковый режим кипения. [c.175]

В качестве А мы можем подставить массу, тепло или количество движения. Коэффициенты диффузии К зависят от режима течения жидкости. Существуют два режима течения жидкости ламинарное течение и турбулентное течение. Мы будем обсуждать их различия более детально в гл. 8. Здесь мы только отметим, что если поток движется ламинарно, без макроскопического пере-мещивания, то процессы переноса имеют место лишь благодаря молекулярному перемещиванию (диффузии). Если, с другой стороны, имеют место турбулентное движение и, следовательно, турбулентное перемешивание жидких частиц, то процессы переноса будут осуществляться также и благодаря турбулентной диффузии. Мы будем обсуждать перенос в условиях турбулентности в последующих главах. Здесь же мы последовательно рассмотрим несколько молекулярных диффузионных процессов, связанных между собой аналогией указанного выше характера. [c.67]

Термин молекулярный диффузионный перенос охватывает явления диффузии, теплопроводности, термодиффузии и вязкости. Эти явления описываются некоторыми частями уравнений сохранения массы, количества движения и тепла, приведенных в предыдущем параграфе (см. уравнения (2.1.57)-(2.1.60)). В каждое из этих уравнений входит дивергенция потока некоторой величины, связанной, хотя бы и неявно, с градиентами термогидродинамических параметров (так называемыми термодинамическими силами). Существуют два способа получения линейных связей определяющга соотношений) между этими потоками и сопряженными им термодинамическими силами, основывающихся на макроскопическом (феноменологическом) и кинетическом подходах. Кинетический подход связан с решением системы обобщенных уравнений Больцмана для многокомпонентной газовой смеси и до конца разработан только для газов умеренной плотности, когда известен потенциал взаимодействия между элементарными частицами (см., например, Чепмен, Каулинг, 1960 Ферцигер, Капер, 1976 Маров, Колесниченко, 1987)). Феноменологический подход, основанный на применении законов механики сплошной среды и неравновесной термодинамики к макроскопическому объему смеси, не связан с постулированием конкретной микроскопической модели взаимодействия частиц и годится для широкого класса сред. В рамках феноменологического подхода явный вид кинетических коэффициентов (коэффициентов при градиентах термогидродинамических параметров в определяющих соотношениях) не расшифровывается, однако их физический смысл часто может быть выяснен (например, для разреженных газов) в рамках молекулярно-кинетической теории Маров, Колесниченко, 1987) [c.85]

В уравнении энергии не учтены перенос энергии за счет изотермической диффузии, бародиффузионный перенос тепла, диффузионная теплопроводность как пренебрежимо малые по сравнению с конвективным переносом тепла и тепловым эффектом реакции горения. Как показано в [10], решения с косвенным учетом фактора проницаемости через величины 1 и б и с непосредственным учетом фактора проницаемости по соотношению (4.51) не дают существенного различия в случае, когда оба компонента бинарной смеси имеют близкие молекулярные массы (дымовые газы — воздух). [c.164]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...