4. Кинетические параметры процессов и их определение.

Эти параметры зависят от очень многих факторов: состояние системы, физико-химю св-ва в-в в системе, направление движ. потоков фаз., воздейств. внешн. факторов и т.д. Предложено исп. аналитический, эмпирический, а также методы расчета с применением теории подобия и вывчисл. техники.

Аналитич. подход Количеств. отнош. между параметрами обычно имеют форму ДУ:например при опис. движ. потока реальной Ж. введено ДУ Навье-Стокса: . При описании конвективного переноса теплоты в однофазном сплошном потоке, ур-ие Фурье-Кирхгофа: , a- коэф. темпереатурной проводности. При опис. конвективного переноса массы – ДУ конвективной диффузии: , D- коэф. молекулярн. диффузии. Это основные ур-ия рассматриваемых задач. При составл. ДУ процесс рассм. только в произвольно выделенном эл-те dV в теч. определенного отр. времени dt. При интегрировании ДУ получаем мн-во решений, надо выбрать хар-ий конкр. процесс, для этого дополн. условиями однозначности:-геометр. условия, -физич. усл., -временные усл., -граничные.

Эмпирический подход. Закл. в экспериментальном исследов. и получении эмпирич. зависимостей. Так для теплообмена . Однако распростр. конкр. результата на все явл. класса в целом – нельзя. Умелое сочетание этих методов на осн. теории подобия позв. получить универс. аппарат для описания и расчета кинет. параметров.

Условия и теоремы подобия(ТП). Основным усл. ТП явл. выделение особого понятия группы явлений, кот. уже понятия класса но шире – единичного явления. Напр. геометр. подобие.(для прямоуг.: они подобны если , K-множитель преобразования(const подобия). При формиров. группы подобн. процессов и преобр-ий ДУ описывающих их условие однозначности выбир. так, что бы они отлич. только своими масшт. Появилась возм.выраж. перемен. одного подобн. проц. через переем. 2-го в относит. величинах. Т.е. перемен. ур-ия в безразм. форме : , i- инвариант подобия.(он не зав. от масшт. сравнив. сист.) Инв.подоб. явл-ся отнош. простых однор. величин линейных размеров, плотностей – Симплексы подобия. Если же инв. выраж. комплексами величин получ-ых в результ. преобр. ДУ – Критерии(числа) подобия. . Нулевая размерность критерия также явл. осн. св-ом. Если в крит. подобия вход. хотя бы одна велич., не вход. в услов. однозначн., то крит. – определяемый.Теории подобия: (1) Т.Ньютона – подобн. между соб. сист. имеют. одинак. крит. подоб.; (2) Т.Федермана-Бэкингема-зав-сть между переем. хар-ими какое либо явл. м.б. предст в виде зависимости дежду крит. подоб., составл. из этих перемен.; (3)-подобны те явл. кот. опис-ся одной с-мой ДУ и имеют подобн. услов. однозначности.

5.Моделирование процессов.Вывод критериальн. Зависимости для переп.Давл. При движ. Ж. По прям.Тр.

Моделир. процессов методом теор. подоб. сост из след. этапов: (1) сост. ДУ, устанавл.услов. однозначности, проводят подобные преобразов. этого ур-ия и нах. критерии подоб.; (2) Опытн. путем на модельн. установк. исслед. зав-сть между физ. параметр. с-мы, затем путем обраб. рез-ов устанавл. конкр. вид зав-сти между крит. подобия между определяющ. и определ-ми.

Преобр. ДУ гидродинамич. методом теор. подобия. Ур-ие Навье-Стокса запишем для оси z: . Перепишем , каждое слогаемое имеет размерность . и выраж. действие в потоке силы, отнес. к объему жидкости. - отраж. действ. инерционн. силы, при изм. скор. потока во врем. -действ. инерц. силы, возник. при изм. скор.потока в пр-ве. -отраж. д-е силы гидростатич. давл. - д-е сил трения. Каждое слогаемое делим на , т.е выражаем в относ. единицах.(1) , - учитыв. хар-ер движ. потока.(2) . (3) , - критерий Фруда, отраж. влияние сил тяж. (4) , - критерий Эйлера, влияние перепада давл. на движ. потока Ж. (5) , - критерий Re, влияние сил трения. Для сходства этих подобных потоков движ. Ж справедливо запис.: ; ; Eu’=Eu”; Re’=Re”. Тогда ДУ для группы под. потоков можню предст. в виде критер. рав-ти: f(Ho,Fr,Eu,Re,l/d)=0, -геометр. симплекс. В явном виде критериальн. ур-ие запис. отн-но определяемого критерия Эйлера. Eu=f(Ho,Fr,Re,l/d).