- •ОСНОВЫ
- •Основные определения
- •Молекулярная диффузия в среде (диффузионный массообмен) происходит преимущественно в результате самостоятельного перемещения молекул
- •Конвективный массообмен (молярная диффузия) – перенос компонента вещества и движение всей массы жидкости
- •В целом диффузия характеризуется потоком массы
- •При постоянных давлении и температуре макроскопически неподвижной двухкомпонентной смеси плотность потока массы одного
- •Диффузию, описываемую законом Фика, называют
- •По закону Фика масса вещества m, кг прошедшего при молекулярной диффузии через ,
- •pгдеi
- •Термодиффузия приводит к образованию градиента концентрации, чему препятствует процесс концентрационной диффузии, стремящейся выровнять
- •Если в смеси имеет место градиент полного давления, то может возникнуть диффузия за
- •Соответствующие потоки массы нормальны к
- •происходит перенос массы смеси,
- •Тогда в смеси плотность теплового потока описывается уравнением:
- •Уравнения переноса энергии и массы
- •И вытекает:
- •Далее рассмотрим уравнение энергии для смеси диффундирующих друг в друга компонентов. Примем, что
- •С другой стороны, плотность теплового потока с учетом конвективной диффузии:
- •Проводим преобразования, аналогичные при рассмотрении теплообмена, получим уравнение энергии в виде:
- •Вывод: температурное поле смеси зависит от скорости vx , vy , vz и
- •коэффициент массоотдачи, отнесенный к разности концентраций диффундирующего вещества, м/с;
- •Тогда уравнение массоотдачи:
- •Соответствующее соотношение для ламинарного массообмена записывается: Sh 0,66 Re0,5 Sc0,33 Nu f (Gr,
- •Рассмотрим
- •поверхности испарения должно компенсироваться конвективным потоком парогазовой смеси, направленным от
- •Коэффициент массоотдачи в этом случае:
- •Теплообмен в условиях массопереноса
- •Тепло– массообмен в капиллярно-пористых телах
- •Если в капиллярно-пористом теле имеет место градиент
- •Если градиенты влагосодержания и температуры обратны по направлению, то направление суммарного потока влаги
- •Расчеты нестационарного процесса тепло – массопереноса проводят по зонам, в пределах которых коэффициенты
Если градиенты влагосодержания и температуры обратны по направлению, то направление суммарного потока влаги зависит от соотношения движущих сил влагопроводности
d |
и термовлагопроводности |
|
t |
|
n |
n |
|||
|
|
Если влагопроводность более интенсивна, чем термовлагопроводность, то влага перемещается в направлении уменьшения влажности материала, т.е. от внутренних слоев к поверхности, а термовлагопроводность препятствует этому процессу. И наоборот, если термовлагопроводность более интенсивна, чем влагопроводность. Например, это явление имеет место при сушке материала инфракрасными лучами: перемещение влаги на направлении потока теплоты постепенно увеличивает градиент влагосодержания, от чего влагопроводность становится более интенсивной до наступления равновесия. С этого момента влажность в центральной части остается неизменной, а сушка происходит за счет углубления зоны испарения.
Расчеты нестационарного процесса тепло – массопереноса проводят по зонам, в пределах которых коэффициенты
DЖ , Ж |
можно принять постоянными. |
|
|
||||
Дифференциальные уравнения переноса теплоты и влаги |
|||||||
полностью |
описывают внутренний |
тепло |
– |
и массоперенос в |
|||
капиллярно-пористых телах. |
d |
|
|
||||
|
t |
2 |
r d |
2 |
2 |
||
|
|
a t |
|
|
D d D t |
||
|
|
c |
|||||
t
r
температура тела;
теплота фазового перехода.