Подобие массообменных процессов

 

Критерии подобия в бинарных системах находятся из уравнения нестационарной конвективной диффузии (без источниковых членов):

 

. (2.126)

 

Преобразуем уравнение (2.126) формальным способом и разделив одну часть уравнения на другую получим:

 

, (I) , (II)

 

, (III)

 

, (IV)

 

. (2.127)

 

Диффузионный критерий Фурье характеризует подобие неустановившихся процессов массообмена.

 

, . (2.128)

Диффузионный критерий Пекле характеризует отношение переноса вещества конвекцией к молекулярному переносу в сходственных точках.

Часто заменяют отношением:

 

, . (2.129)

 

Диффузионный критерий Прандтля выражает постоянство отношений физических свойств веществ в сходственных точках подобных систем. По существу Prд характеризует отношение профиля скоростей (через ν) к профилю концентраций (через Di,j), т.е. отношение толщины гидродинамического и диффузионного пограничного слоев. Иногда Prд называют критерием Шмидта Sc .

Рассмотрим подобие граничных условий. Поток массы через границу раздела фаз (конвективный механизм отсутствует) можно записать:

 

. (2.130)

 

Этот же поток переносится из ядра потока к поверхности раздела фаз:

 

. (2.131)

 

Тогда получим:

 

. (2.132)

 

Проводя, как и для тепловых процессов, формальные преобразования получим:

 

, (I) , (II)

 

.

. (2.133)

 

Диффузионный критерий Нуссельта характеризует отношение скорости переноса вещества (конвективного и молекулярного) к молекулярному переносу. Иногда называют Nuд критерием Шервуда Sh .

Для подобия процессов массообмена необходимо равенство значений критериев , , .

Для соблюдения подобия процессов массоотдачи необходимо также соблюдение гидродинамического подобия. Тогда можно записать:

 

. (2.134)

 

По смыслу Nuд безразмерный коэффициент массоотдачи и является искомой величиной. Поэтому можно записать:

 

. (2.135)

 

Для установившегося процесса Foд = 0, Ho = 0:

 

. (2.136)

 

Критериальное уравнение процесса массоотдачи обычно представляется в виде степенной зависимости:

 

. (2.137)

 

Здесь А, а1-6 – экспериментально определяемые коэффициенты.

Подобие гидромеханических, тепловых и массообменных процессов были рассмотрены для случая ламинарного движения среды с постоянными теплофизическими свойствами. Турбулентный режим не приводит к появлению новых критериев подобия. При турбулентном режиме меняется лишь вид зависимости между критериями.

 








Дата добавления: 2018-06-28; просмотров: 1284;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.