Диффузионный перенос массы газа

Диффузионный перенос массы газа [c.50]

Многие твердые тела пористой структуры оказываются вполне доступными для диффузионного переноса массы какого-либо вещества сквозь пористое тело (рис. 17). Например, диффузионный перенос газов и жидкостей сравнительно легко осуществляется в слоях песка, крошки и т. п. Многие строительные материалы и изделия (кирпич, дерево) оказываются также доступными для заметной диффузии газа, пара и жидкости. Диффузионный перенос массы газа и пара осуществляется через стенки строительных ограждений зданий, через стенки обмуровки печей и т. п. [c.71]

При диффузионном переносе массы в газах коэффициент диффузии выражается соотношением (5-25), в котором применительно к сжатым газам значение Л надо заменить Л из формулы (5-33). Скорость переноса массы здесь определяется только тепловой скоростью [c.181]

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]

Влияние массообмена на 2С///С/ и г. В этом и следующем пунктах рассматривается влияние массы, вводимой в турбулентный пограничный слой на поверхности раздела газового слоя и жидкого или твердого вещества, на поверхностное трение и теплопередачу. Мы предположим, что вводимая масса является газом того же состава, что и газ в пограничном слое, так что диффузионный перенос массы является несущественным. Диффузионный перенос массы будет учитываться в п. 8.4, в котором рассматривается самый общий случай. Кроме того, мы предположим, что не происходят никакие химические реакции. Так же как и в случае ламинарного пограничного слоя, рассмотренного в гл. 5, можно ожидать, что вдув будет уменьшать теплопередачу и поверхностное трение, а отсос даст противоположный эффект. Как и в случае ламинарного пограничного слоя, наши результаты подтвердят интуитивные соображения. [c.277]

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

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]

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]

Во всех случаях, за исключением вдува однородного газа, на обтекаемой поверхности образуется бинарный или многокомпонентный пограничный слой. Конвективный перенос массы и энергии дополняется диффузионным переносом. При неоднородном температурном поле имеет место термическая диффузия, которая сопровождается переносом массы под влиянием градиента температуры. [c.323]

Длина свободного пробега молекулы. Почему же при столь больших скоростях движения процессы свободного диффузионного перемешивания газов (перенос массы) в действительности проходят очень медленно Это объясняется тем, что свободному тепловому движению молекул и атомов препятствуют столкновения между ними, что приводит к многократным изменениям направления движения молекул в газе. Чем плотнее газ, т. е. чем больше его давление, чем больше содержится в единице объема молекул газа и больше упругих столкновений в единицу времени будет испытывать каждая молекула. И наоборот, чем разреженнее газ, тем меньше происходит соударений между его молекулами в единицу времени. При данных установившихся условиях (плотности газа или его давлении и температуре) процесс движения и столкновений молекул газа характеризуется средней длиной свободного пробега молекулы X, т. е. расстоянием, которое проходит молекула между двумя последовательными соударениями. [c.260]

Так как для газа пет выхода сквозь поверхность жидкости в ее массу (если не считать возможного растворения газа в жидкости), то диффузионный перенос газа в направлении к поверхности жидкости должен уравновешиваться обратным конвективным потоком газа [c.69]

В условиях диффузионного перемещения газовых молекул с равномерно распределенной интенсивностью во всех направлениях пространства результирующий перенос массы однородных молекул газа в рассматриваемом слое в направлении нормали к единичной площадке определяется формулой [c.77]

Диффузия на границе раздела пар — газ. Ряд исследователей поставили под сомнение допущение о существовании резкой границы раздела между паром и газом в тепловых трубах, содержащих газ [6-3, 6-17]. Было показано, что в некоторых газорегулируемых тепловых трубах диффузионный перенос энергии и массы между паровым объемом и объемом, занятым неконденсирующимся газом, мог оказывать заметное влияние на теплообмен в граничной зоне и на распределение температуры вдоль тепловой трубы. [c.204]

Мо этим особенности теплопередачи еще не исчерпываются. В диапазоне больших скоростей существенное влияние иа процесс конвективного теплообмена оказывает неравномерная диссоциация по толщине пограничного слоя. Диффузионный обмен масс в направлении нормали приводит к рекомбинации газа у стенки и соответственно к дополнительному переносу энергии к стенке. Для учета этого эффекта вводится новый энтальпийный коэффициент теплоотдачи по схеме [c.341]

Кинетика абсорбции, сопровождаемой химической реакцией (хемосорбция). Химическая реакция, сопровождающая процесс абсорбции, может оказывать существенное влияние на кинетику процесса. При этом скорость процесса абсорбции определяется не только интенсивностью массопереноса, но также и скоростью протекания химической реакции. Если реакция идет в жидкой фазе, то часть газообразного компонента переходит в связанное состояние. При этом концентрация свободного (т. е. не связанного с поглощенным газом) компонента в жидкости снижается, что приводит к ускорению процесса абсорбции по сравнению с абсорбцией без химического взаимодействия фаз, так как увеличивается движущая сила процесса. В общем случае скорость хемосорбции зависит как от скорости реакции, так и от скорости массопереноса между фазами. В зависимости от того, какая скорость определяет общую скорость процесса переноса массы, различают кинетическую и диффузионную области процессов хемосорбции. [c.53]

Для тепловых труб с большим удельным теплопереносом вследствие того, что медленно протекающие диффузионные процессы не могут конкурировать с интенсивным конвективным переносом массы, обычно весь газ концентрируется в концевой [c.158]

Коэффициенты диффузионного переноса массы (Д ) какого-либо вещества (газа, пара, жидкости) зависят от структуры пористого тела и определяются экспериментально. Так же экспериментально определяется способность пористой массы к взаимодействию с переносимыми веществами ( преврг, )- [c.73]

Для плотных газов, жидкостей, твердых тел потоки неравновесных импульсов и энергий формируются преимуществеп-по не за счет диффузионного переноса массы, как в разреженном газе, а за счет сил взаимодействия соседних частиц. Соответствующие уравнения для напряжений и притока тепла нельзя получить из уравнений Больцмана. Для получепия этих уравнений сейчас ведется работа по моделированию множества частиц с потенциалом взаимодействия типа Лепар-да-Джопса. При этом уравнения должны появится в виде дробных степеней от операторов Лапласа и субстанциональной производной. [c.258]

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]

Отношение коэффициентов переноса тшульса (V) и массы молекул (-О,, ) называют критерием физических свойств газа в процессах конвективно-диффузионного нереноса массы, или критерием Шмидта [c.102]

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]

Пример 2. Возьмем N нестационарных неизометрических движений вязких сжимаемых жидкостей, приближающихся по своим физическим свойствам к идеальному газу. Предположим, что источники массы и энергии в жидкостях отсутствуют, а величина теплового эквивалента кинетической энергии движущихся жидкостей пренебрежимо мала по сравнению с их внутренней энергией. Допустим, далее, что работы объемных сил и сил трения можно не учитывать и перенос лучистой энергии, диффузионная теплопроводность, диффузия и термодиффузия не имеют места. [c.129]

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]

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]

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]

Расчет теплоотдачи при пленочной конденсации в ос- говном сводится к определению толщины пленки конденсата и ее теплового сопротивления. Однако, если в паре имеется примесь пеконденсирующегося газа, то у поверхности конденсации образуемся диффузионный пограничный слой. Концентрация примеси газа в этом случае увеличивается по направлению к гюверхности пленки конденсата. Газ переносится к пленке конвекцией пара, а удаляется в поток диффузией. Это снижает аарциалыюе давление пара у поверхности раздела фаз, затрудняет приток массы конденсирующегося пара к поверхности и, тем самым, служит тепловым сопротивлением, которое необходимо учитывать. Примеси инертного газа существенно снижают теплоотдачу при конденсации. [c.278]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...