
- •70. Критериальные зависимости для описания теплообмена при плёночной конденсации паров
- •71.Теплообмен при волнообразовании и при турбулизации течения плёнки конденсата
- •72.Влияние неконденсирующихся газов и факторов эксплуатации конденсаторов паровых турбин на теплообмен при конденсации
- •74. Влияние неконденсирующихся газов в газовой смеси на теплообмен при конденсации
- •75.Основные элементы теории массопроводности. Гипотеза а. Фика: содержание, физический смысл, область применения.
- •76.Гипотеза а. Фика. Граничные условия уравнения массопроводности: гу-I,гу-II,гу-III,гу-IV рода.
- •78.Тройная аналогия между переносом тепла, вещества и количества движения
- •79.Обратные задачи теплопроводности, их особенности
- •80.Теплообмен в разряжённых газах
- •81.Теплообмен при больших дозвуковых скоростях газа
- •82.Способы интенсификации конвективного теплообмена
- •83.Оребрение теплообменных поверхностей
- •84.Основные требования, предъявляемые к теплообменным аппаратам
- •85.Классификация теплообменных аппаратов
- •86.Уравнения, лежащие в основе расчёта теплообменных аппаратов
- •86. Принципы теплового расчета теплообменника.
- •87.Определение среднего температурного напора
76.Гипотеза а. Фика. Граничные условия уравнения массопроводности: гу-I,гу-II,гу-III,гу-IV рода.
Фиком была выдвинута
гипотеза о виде связи между вектором
плотности потока вещества диффундирующего
i-го
компонента
с
какого-либо места изопотенциальной
поверхности Сi
= const
и значением
градиента концентрации gradСi
в этом месте.
Фик предположил, что имеется прямая
пропорциональность между величинами
и
gradСi,
т.е.
.
Учитывая
разнонаправленность указанных в
векторов, имеем также
.
Чтобы перейти в
(1.1)
от пропорции к равенству, Фик ввел
коэффициент пропорциональности Dij
и получил зависимость,
(1.2)
представляющую собой математическую запись его гипотезы.
Величина Dij,
численно равная
(1.3)
называется коэффициентом взаимной диффузии i-го и j-го компонентов составляющих бинарную газовую смесь или образующих жидкий раствор.
Величина D
опред-ся экспериментально. Численное
значение плотности потока вещества m
равно модулю (длине) вектора
и
определяется по формуле
,
В итоге величина m
определяется по формуле
Если из физических соображений или в
результате проведенных измерений
известна концентрация СW
на поверхности Г тела, то мы располагаем
граничными условиями первого рода в
форме
ГУ-II.
Если известна плотность потока вещества
m
на поверхности тела, то к уравнению
нестационарной массопроводности
присоединяют ГУ-II
в форме
(1.21)
С учетом (1.4) формула (1.21) принимает вид
.
Граничные условия
третьего рода (ГУ-III)
присоединяют к уравнению нестационарной
массопроводности в том частном случае,
когда тело омывается потоком жидкости
(газа), концентрация диффундирующего
вещества в котором на удалении от тела
известна и равна
(рис.1.6).
При этом плотность
потока вещества, передаваемого от
движущейся среды к поверхности тела,
полагают пропорциональной разности
концентраций СW
–
(концентрация диффундирующего вещества
на поверхности СW
неизвестна и сама подлежит определению):
(1.22)
Чтобы
перейти в (1.22) от пропорции к равенству,
вводится коэффициент пропорциональности
,
называемый коэффициентом массоотдачи,
так что имеем
В
формуле (1.22)
считаются известными лишь величины
и .
77.Основные понятия и числа подобия конвективного массобмена Числа подобия:
1) Безразмерный
комплекс l0/,
который содержит в себе искомый
коэффициент массоотдачи ,
называется диффузионным числом Нуссельта
и обозначается NuD
(Nusselt).
В англоязычной научной литературе
принято указанный выше безразмерный
комплекс называть числом Шервуда Sh
, так что имеем
.
Достаточным же условием для этого подобия при вынужденном движении является равенство критериев Рейнольдса и диффузионного Пекле, составленных для «натуры» и «модели», так что в этом случае справедлива связь
.
2) Мера отношения потоков в-ва, переносимых механизмом конвекции и массопроводности: критерия Пекле PeD=wO*lO/D=Re*Pr=Re*Sc, где Pr=ню/D