13.Особливості граничних умов при масообміні

Граничні умови при масообміні відрізняються від граничних умов при взаємодії потоку з непроникною стінкою. Процес вдуву або відсмоктування газу через пористу поверхню, випар, конденсація або хімічна реакція на обтічній поверхні приводять до того, що на останній нормальна складова вектора швидкості плину дорівнює нулю. Таким чином, при масообміні на обтічній поверхні мають вигляд: Слід розрізняти повністю проникну й напівпроникну стінку. У першому випадку поверхня повністю проникна для обох речовин, що дифундують(у випадку бінарних сумішей)і об'ємні витрати компонент, через цю поверхню рівні один одному Умови дифузії мають вигляд

Якщо й , то рівняння руху, теплопровідності й дифузії стають тотожними щодо величин , Т, С. Отже, якщо при зазначених умовах має місце також подоба полів швидкостей, температур і концентрацій. Це так звана потрійна аналогія, коли Через проникну поверхню прикордонний шар вдувається газ зі швидкістю . Речовина газу, що вдувається, і основного потоку те саме. Фізичні властивостіпостійні.

У безпосередній близькості до стінки й при рівняння руху ухвалює вид:

14.Поняття про дифузійний приграничний шар

Аналогічно поняттям гідродинамічного і теплового приграничних шарів можна ввести поняття дифузійного приграничного шару. В межах приграничного шару концентрація дифундуючої пари рідини змінюється від С_F на поверхні поділу фаз до С_р на зовнішній границі шару. Зона потоку, в якому за рахунок взаємодії з поверхнею масовіддачі , називається дифузійним пограничним шаром. Враховуючи, що при віддалені від поверхні масовіддачі концентрація знижується від С_F до С_р за товщину дифузійного приграничного шару приймають відстань від поверхні масовіддачі до поверхні, на якій концентрація дорівнює 1,01· С_р

Рис. 12. 1. Дифузійний приграничний шар

Перенесення речовини в приграничному шарі здійснюється молекулярною і конвективною дифузією, причому при наближенні до по­верхні поділу фаз відбувається загасання конвективних потоків і зростае значення молекулярної дифузії.

Під час ламінарної течії маса пари переноситься поперек потоку по£ вітря від поверхні рідини до ядра потоку повітря тільки завдяки молекулярній дифузії. При цьому густина потоку маси по товщині приграничного шару неоднакова: на зовнішній границі т = 0, бо далі пара рідини не переноситься; в міру наближення до поверхні поділу фаз т зростає. Для якісного аналізу можна припустити, що густина потоку маси т по всій товщині приграничного шару така сама, як і біля по­верхні. Ця умова відповідає задачі про перенесення маси молекуляр­ною дифузією через плоский шар іншої речовини (приграничний шар товщиною з концентраціями С_F і С_р на поверхнях). Відповідно до розв'язку . В перехідному, а тим більше турбулентному режимах основний опір перенесення маси зосереджений в тонкому ламінарному підшарі.