25. Процессы массообмена. Закон Фика.

ЯЭУ содержат разветвленную систему трубопроводов по которым протекающий теплоноситель может содердать примеси, продукты корозии и другие загрязнения. Эти вещ-ва нах-ся в растворенном состоянии либо в виде звеси. В процессе работы контура происходит перенос массы или массообмен между поверхностью и теплоносителем из 1ой части контура в другую.

Осоьбенно юольшое значение процессы переноса массы преобретают в связи с созданием высоконапряженных аппаратов. Перенос массы осуществляется в испарении, кипении, конденсации, коррозии. В большинстве практических случаев процессы теплообмена сопровождаются массообменом и явл. взаимосвязанными.

Появление отложений в следствии массопереноса ухудшает теплообмен, нарушает гидродинамику и приводит к усилению коррозии.

Механризм переноса растворимых примесей аналогичен переносу тепла. Тепло передается в направлении уменьшения температуры, масса переносится в направлении уменьшения концентрации. Скорости переноса определяются разницой движущихся потенциалов и соответ-щим сопротивлением.

Если в неподвижной среде имеется разность концентрации примесей, то перенос массы примесей из области высокой концентрации в область низкой концентрации подчиняется зак.Фика j=-D*grad(c)=-Dn₀(dc/dn), j – плотность потока массы примесей (кг/м2*с), D-коэф.диффузии (м2/с), c – концентрация (кг/м3), n₀-един.вектор нормальный к поверхности с постоянной концентрацией.

В движущейся среде j= (с_ст-с_ж),

26. Критерии подобия при массообмене.

Численные значения коэффициентов массоотдачи b находятся из соответствующих экспериментальных данных, полученных при тех или иных условиях процесса массообмена. Результаты таких экспериментов представляются в обобщенной критериальной форме. Критерий Пекле  , представляющий собой меру отношения интенсивностей переноса компонента за счет механизмов конвекции и диффузии в потоке-носителе. Характерный размер потока l соответствует диаметру трубопровода для внутренней задачи, или поперечному размеру обтекаемого потоком тела, или продольному размеру поверхности для внешней задачи. Деление диффузионного слагаемого на локальную производную концентрации по времени дает диффузионный критерий Фурье  , представляющий собой безразмерное время нестационарного процесса. Критерий Pe_D представляется как произведение гидродинамического критерия Рейнольдса   и критерия Шмидта  Физический смысл критерия Шервуда   соответствует отношению действительно отводимого (подводимого) от (к) границы потока целевого компонента b (с_гр – с₀) к тому потоку компонента, который проходил бы за счет одной только диффузии поперек неподвижного слоя вещества потока-носителя при градиенте концентрации поперек такого слоя, равном   (в отечественной литературе критерии Sh и Sc часто называют диффузионными критериями Нуссельта и Прандтля и обозначают Nu_D и Pr_D).

Если в объеме среды (в потоке-носителе) имеются зоны или точки с различными плотностями, например, вследствие заметной разности концентраций, то интенсивность возникающей при этом естественной, гравитационной конвекции определяется критериями Галилея   или Архимеда  , представляющими собой меру отношения произведения силы инерции и силы Архимеда к квадрату силы вязкого трения.