Молекулярный перенос массы, импульса и энергии

МОЛЕКУЛЯРНЫЙ ПЕРЕНОС МАССЫ, ИМПУЛЬСА И ЭНЕРГИИ 31 приравниванием (6) сумме (3) и (5), что дает [c.31]

Молекулярный перенос массы, импульса и энергии [c.31]

Введенные выше законы сохранения массы импульса и энергии остаются справедливыми в своей общей форме записи также и для смеси в целом. Специфика того, что перенос энергии и импульса молекулярным путем в смеси происходит несколько иначе, чем в однокомпонентной среде, находит свое отражение в конкретном виде потока энергии и вязких напряжений Эти выражения рассматриваются ниже. [c.34]

ВЛИЯНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ ПОТОКОВ МАССЫ НА ПЕРЕНОС ИМПУЛЬСА И ЭНЕРГИИ В СМЕСИ [c.38]

В бинарной смеси поверхность эйлерова контрольного объема пересекают не только конвективный поток смеси, но и молекулярные потоки массы компонента, которые переносят импульс и энергию. Это и вносит особенности в выражения для тензора вязких напряжений и вектора плотности молекулярного потока энергии в смесях. [c.38]

Следует отметить, что точная теория молекулярного переноса в неоднородных газах (энергии, массы и импульса молекул), помимо попадания и выхода молекул из элементарного объема, учитывает сложное поведение молекул в объеме (молекулярные столкновения, изменение состояния при соударениях и т. д.). [c.20]

Тепломассообмен объединяет в единую теорию переноса энергии (теплоты), количества движения (импульса) и массы некоторые разделы молекулярной физики, гидроаэродинамики, термодинамики обратимых и необратимых процессов, физико-химии поверхностных явлений и химической технологии. [c.3]

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]

Перенос любой субстанции (массы, энергии, импульса и т. п.) может происходить как молекулярным, так и молярным (конвективным) путем. Оба переноса имеют разную физическую природу. Молекулярный перенос происходит при помощи хаотического молекулярного движения по своей физической природе этот вид переноса обусловлен молекулярным перемешиванием. Таким образом, происходит выравнивание концентрации субстанции путем молекулярного перемешивания. [c.6]

Для газовых сред перенос импульсов можно рассмотреть на основе молекулярно-кинетической теории газов. Ограничимся, как и в теории переноса энергии и массы, упрощенным представлением о переносе импульсов в газах. [c.76]

Турбулентность принадлежит к числу очень распространенных и, вместе с тем, наиболее сложных явлений природы, связанных с возникновением и развитием организованных структур (вихрей различного масштаба) при определенных режимах движения жидкости в существенно нелинейной гидродинамической системе. Прямое численное моделирование турбулентных течений сопряжено с большими математическими трудностями, а построение общей теории турбулентности, из-за сложности механизмов взаимодействующих когерентных структур, вряд ли возможно. При потере устойчивости ламинарного течения, определяемой критическим значением числа Рейнольдса, в такой системе возникает трехмерное нестационарное движение, в котором, вследствие растяжения вихрей, создается непрерывное распределение пульсаций скорости в интервале длин волн от минимальных, определяемых вязкими силами, до максимальных, определяемых границами течения. На условия возникновения завихренности и структуру развитой турбулентности оказывают влияние как физические свойства среды, такие как молекулярная вязкость, с которой связана диссипация энергии в турбулентном потоке, так и условия на границе, где наблюдаются тонкие пограничные вихревые слои, неустойчивость которых проявляется в порождении ими вихревых трубок. Турбулизация приводит к быстрому перемешиванию частиц среды и повышению эффективности переноса импульса, тепла и массы, а в многокомпонентных средах - также способствует ускорению протекания химических реакций. По мере накопления знаний о разнообразных природных объектах, в которых турбулентность играет значительную, а во многих случаях определяющую роль, моделирование этого явления и связанных с ним эффектов приобретает все более важное значение. [c.5]

Состояние газа неравновесно, если его функция распределения отличается от распределения Максвелла — Больцмана. Б наиболее обычном случае неравновесного состояния температура, плотность и средняя скорость не постоянны внутри газа. Чтобы газ перешел в равновесное состояние, эти неоднородности должны сгладиться путем переноса энергии, массы и импульса из одной части газа в другую. Механизмом, обеспечивающим этот перенос, являются столкновения молекул среднее расстояние, на которое могут быть перенесены молекулярные свойства за одно столкновение, называется средней длиной свободного пробега. Она равна среднему расстоянию, пробегаемому молекулой между двумя последовательными столкновениями. Дадим оценку порядка ее величины. [c.112]

В движущихся газах и жидкостях происходит конвективный тепломассообмен. К молекулярному переносу добавляется конвекция — перенос вещества, импульса и энергии макроскопическими объемами среды, перемещающимися со скоростью W. При этом вектор скорости w выступает как расходная характеристика ее численное значение равно материальному объему, переносимому за единицу времени через единицу контрольной поверхности, нормальной к направлению скорости. Умножая w на плотность (т. е. содержание в единице объема) переносимой субстанции, получают соответствующий конвективный поток. Например, вектор плотности потока массы j, Kr/iM - ), определяют соотношением j=pw. Величина р/г, Дж/м , представляет собой объемную плотность энтальпии поэтому конвективный поток энтальпии 7л,конв, Вт/м , записывается следующим образом [c.8]

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]

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]

Теплопроводностью называется та форма передачи тепла, которая всецело обусловлена зависящими от местной температуры движениями микроструктурных элементов тела. В газах микро-структурными движениями являются беспорядочные молекулярные движения, интенсивность которых возрастает с увеличением температуры. Подобно тому как молекулярное движение обусловливает перенос массы—диффузию, перенос импульса — вязкость, таким же образом оно приводит к переносу энергии—теплопроводности. В твердых металлах при средних температурах передача тепла происходит вследствие движения свободных электронов, в совокупности образующих электронный газ , который по своему поведению похож на обычный газ. В неметаллических твердых телах теплопроводность осуществляется в основном упругими, акустическими волнами, образуемыми вследствие согласованности смещений всех молекул и всех атомов из их равновесных положений. Взаимодействие волн приводит к энергетическому обмену между ними, что проявляется в изменении одних амплитуд за счет других, а также в сдвиге фаз колебаний. Выравнивание температуры из-за теплопроводности можно понимать, имея в виду описанный механизм, как переход к беспорядочному распределению накладывающихся друг на друга волн, при котором распределение энергии колебаний равномерно во всем теле. Следует заметить, что упругостная составляющая теплопроводности способна играть некоторую роль и в металлических телах. Что касается жидкости, то там она вновь получает первостепенное значение. Микрофизические теории теплопроводности отличаются большой сложностью и во многом еще не завершены. В настоящем курсе, как было уже сказано, вся проблема будет рассматриваться только в макроскопическом плане. [c.9]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...