Процессы переноса в многокомпонентной жидкости

По характеру микроскопических потоков U Jm и термодинамических сил V диссипативные процессы в многокомпонентной жидкости можно разбить на три группы. Для векторных процессов связанных с переносом энергии и вещества, кинетические коэффициенты строятся из потока тепла и диффузионных потоков Тензорный процесс связан со сдвиговой вязкостью и описывается кинетическим коэффициентом, построенным из компонент тензора напряжений (8.2.62), имеющего нулевой след. И наконец, скалярный процесс связан с объемной вязкостью. Соответствующий кинетический коэффициент пропорционален корреляционной функции динамической переменной (8.2.63). [c.182]

Ответить на эти вопросы необходимо по трем причинам во-первых, в будущем решение этих вопросов, возможно, облегчит конструирование ректификационных колонн непрерывного действия во-вторых, знание их прольет свет на процессы переноса, происходящие между пузырьками газа и жидкостью на тарелках колонн в-третьих, хотя в большинстве важных процессов ректификации, например, осуществляемых в нефтеперерабатывающей промышленности, имеем дело с многокомпонентными смесями, абсолютно ясно, что полное понимание процессов, происходящих в бинарных смесях, должно предшествовать рассмотрению более общего случая. Следует отметить, что в докладе проанализированы лишь местные и мгновенные условия. Мы не будем рассматривать здесь, как влияют полученные нами данные на изменение состояний жидкости и газа по всей башне или на изменение этих состояний во времени при неустановившемся режиме. Однако настоящее исследование является необходимым этапом на пути к решению задач, которые мы рассмотрим в последующих публикациях. [c.26]

Процессы переноса в многокомпонентной жидкости. В [c.180]

Метод уравнения Фоккера-Планка и соответствующий нелинейный метод Ланжевена легко могут быть обобщены на многокомпонентные жидкости. Как было показано в параграфе 8.3, единственным новым обстоятельством является то, что в многокомпонентной жидкости существует несколько векторных диссипативных процессов, связанных с переносом энергии и вещества теплопроводность, диффузия и перекрестные эффекты. Поэтому случайные составляющие потока тепла и диффузионных потоков будут линейными комбинациями нескольких гауссовских переменных. Пример построения нелинейного метода Ланжевена для многокомпонентной жидкости можно найти в работе [132]. [c.241]

В последние годы, начиная с работы X. А. Рахматулипа (1956), намечается все более глубокое внедрение в теорию движения жидкостей и газов в пористой среде общих методов механч ки сплошных гетерогенных сред. Особое практическое значение это направление имеет при анализе перекрестных эффектов в процессах переноса при фильтрации многокомпонентных (в том числе реагирующих) смесей, распространении ударных волн, при детонации и горении в пористых средах, в задачах термодиф- фузии и т. п. ). [c.587]

Изучение важнейших физико-химических механизмов в условиях турбулентного течения многокомпонентной реагирующей газовой смеси, ответственных за пространственно-временные распределения и вариации определяющих макропараметров (плотности, скорости, температуры, давления, состава и т.п.), особенно эффективно в сочетании с разработкой моделей турбулентности, отражающих наиболее существенные черты происходящих при этом физических явлений. Турбулентное движение в многокомпонентной природной среде отличается от движения несжимаемой однородной жидкости целым рядом особенностей. Это, прежде всего, переменность свойств течения, при которой среднемассовая плотность, различные теплофизические параметры, все коэффициенты переноса и т.п. зависят от температуры, состава и давления среды. Пространственная неоднородность полей температуры, состава и скорости турбулизованно-го континуума приводит к возникновению переноса их свойств турбулентными вихрями (турбулентный тепло- и массоперенос), который для многокомпонентной смеси существенно усложняется. При наличии специфических процессов химического и фотохимического превращения, протекающих в условиях турбулентного перемешивания, происходит дополнительное усложнение модели течения. В геофизических приложениях часто необходимо также учитывать некоторые другие факторы, такие, как влияние планетарного магнитного поля на слабо ионизованную смесь атмосферных газов, влияние излучения на пульсации температуры и турбулентный перенос энергии излучения и т.п. Соответственно, при моделировании, например, состава, динамического и термического состояния разреженных газовых оболочек небесных тел теоретические результаты, полученные в рамках традиционной модели турбулентности однородной сжимаемой жидкости, оказываются неприемлемыми. В связи с этим при математическом описании средних и верхних атмосфер планет возникает проблема разработки адекватной модели турбулентности многокомпонентных химически реагирующих газовых смесей, учитывающей сжимаемость течения, переменность теплофизических свойств среды, тепло- и массообмен и воздействие гравитационного поля и т.п. Эти проблемы рассматриваются в данной части монографии. [c.9]

Как уже было отмечено, влияние различных специфических для верхней атмосферы свойств (таких как многокомпонентность смеси, переменность среднего молекулярного веса, наличие гравитации и химических реакций) на турбулентность в гомосфере и переходной области, приводящее к появлению разнообразных дополнительных эффектов, не позволяет в общем случае использовать при моделировании аэрономических процессов теоретические результаты, полученные в рамках традиционного описания турбулизованных течений однородной несжимаемой жидкости (см., например, Монин, Яглом, 1992 Левеллен, 1980)) или воспользоваться полуэмпирической теорией коэффициентов турбулентного переноса для течений в многокомпонентном пограничном слое Иевлев, 1975). Поэтому, задача моделирования подобных сред требует разработки адекватной теории турбулентности многокомпонентных химически реагирующих газовых смесей. [c.53]

Сделаем еще несколько вводных замечаний относительно отличительных особенностей полуэмпирической теории многокомпонентной турбулентности применительно к планетной атмосфере. Существование градиентов концентраций составляет одно из важнейших свойств химически реагирующих течений, которое обычно не рассматривалось классическими моделями турбулентности с постоянной плотностью. Градиенты плотности, температуры и концентраций, возникающие из-за локального тепловыделения в химических реакциях, могут сильно изменить поле гидродинамической скорости жидкости посредством процессов турбулентного тепло- и массопереноса. Тем самым химическая кинетика реализует обратную связь с гидродинамикой. В случае турбулизованной смеси, в дополнение к пульсациям скорости, имеют место пульсации массовой плотности, температуры и концентраций отдельных компонентов. Очевидно, так как система осредненных уравнений многокомпонентной гидродинамики (3.2.4)-(3.2.8) содержит одноточечные парные корреляции, включающие указанные пульсации, то для ее замыкания необходимо привлекать к рассмотрению большое число дополнительных эволюционных (прогностических) уравнений переноса для вторых моментов. В этих уравнениях высшие моменты могут быть аппроксимированы градиентными соотношениями, написанными по аналогии с теми, которые используются в моделях нереагирующей турбулентности для течений с постоянной плотностью. Развиваемый в этой главе подход не является, таким образом, принципиально новым, а содержит изложение с единой точки зрения идей, используемых в феноменологических теориях турбулентности однородных жидкостей применительно к специфике сжимаемых многокомпонентных смесей. [c.169]

Вместе с тем, оценивая в целом состояние проблемы замыкания первого порядка, следует признать, что в настоящее время фактически не существует общей феноменологической теории турбулентной теплопроводности и турбулентной диффузии для многокомпонентных смесей. Используемые в литературе градиентные соотношения (см., например, Монин, Яглом 1965 Ван Мигем, 1977 Лапин, Стрелец, 1989)) не обладают достаточной общностью и получены, в основном, для однородной жидкости, причем либо для турбулентных потоков с четко выраженным доминирующим направлением, либо при сильных и не всегда оправданных предположениях, таких, например, как равенство путей смешения для процессов турбулентного переноса количества движения, тепла или вещества пассивной примеси (см. 3.3). В связи с этим, возникает необходимость рассмотрения других подходов к проблеме замыкания гидродинамических уравнений среднего движения смеси на уровне моделей первого порядка, например, в рамках термодинамического подхода к теории турбулентности сжимаемого газового континуума. Так, онзагеровский формализм неравновесной термодинамики позволяет получить наиболее общую структуру реологических соотношений для турбулентных потоков диффузии и тепла в многокомпонентной смеси, в том числе, в виде обобщенных соотношений Стефана-Максвелла для турбулентной многокомпонентной диффузии и соответствующего им выражения для [c.209]

Весьма актуальные вопросы ставит перед механикой жидкости и газа химическая индустрия. В первую очередь можно отметить вопросы интенсификации процессов перемешивания различного рода жидких или газообразных сред, вступающих между собой в химические реакции при движении их по трубам или в специальных камерах при наличии твердых поверхностей, обладающих каталитическими свойствами. Процессы движения и переноса тепла и примесей в многофазных и многокомпонентных потоках, использование диффузии, барбо-гажа, флотации и других физико-химических процессов, — вот далеко не полное перечисление вопросов, которые в своей совокупности легли в основу современной химической гидродинамики. [c.16]

Ось X направим вдоль стенки канала, а ось у — перпендикулярно ей. Будем считать коэффициенты температуропроводности и многокомпонентной диффузии независимыми от текущих значений температур и концентраций [254-256]. Рассмотрим случай, когда тепломассоперенос протекает в стационарных условиях, суммарный диффузионный перенос энтальпии в объеме фаз пренебрежимо мал, жидкость и газ движутся со среднерасходовыми скоростями, скорость изменения параметров фаз в продольном направлении много меньше, чем в поперечном. Предполагаем, что диссипативным членом в уравнении конвективного теплообмена и переносом вещества за счет термодиффузии можно пренебречь, а также что толщина пленки (Ло) в процессах тепломассопереноса не изменяется в продольном и поперечном направлениях. При этих предположениях система уравнений конвективного массообмена и теплообмена имеет следующий вид [c.226]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...