ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О смешанных задачах массопереноса из "Общий курс процессов и аппаратов химической технологии" Массообмен нередко протекает в отсутствие лимитирующей стадии две медленные стадии (или больше) имеют сопоставимые пропускные способности. В этих случаях расчет процесса, как правило, заметно усложняется. Исключением в этом смысле является идеальный контакт фаз — смешанная потоковая задача. Здесь подходы к расчету остаются качественно независимыми от соотношения потоков X и G (в сопоставимых единицах при т = onst — от соотношения величин L и mG) это соотношение G/L (или тО/Ь) отражается лишь на количественных результатах, поскольку определяет наклон рабочих линий. [c.882] Масштабные преобразования этого соотношения приводят к диффузионному критерию Био В1д = Rm/Dyi, разграничивающему внешнюю (В1д О, практически — к достаточно малым величинам) или внутреннюю (В1д оо, практически — к достаточно большим величинам) задачу — и смешанную (когда В1д ограничен, практически не более чем на порядок больше или меньше 1). [c.882] Общая картина изменения во времени концентрации вещества в твердой плоской пластине при симметричном массопереносе приведена на рис.10.50 для простейшего варианта задачи концентрация вещества в потоке постоянна во времени и одинакова во всех точках около поверхности пластины. Отличие от внутренней задачи состоит в том, что здесь задана концентрация вещества в сплошной среде, а его концентрация на поверхности твердого тела Q переменна — она с течением времени и по мере насыщения твердого тела изменяется, приближаясь к равновесной. При этом и приповерхностный градиент концентраций вС/дх понижается во времени наклоны линий С = С х) I гр в каждый момент времени отвечают выражению (10.80), т.е. эти линии выходят из точки с ординатой и абсциссой 5д = )3/0м (см. рис. 10.50). [c.882] Решение задачи массопереноса в граничных условиях III рода (в отличие от внутренней задачи — см. разд. 10.16.3) должно в качестве независимой переменной включать критерий В1д. [c.883] Конкретные решения (10.81) сходны с получаемыми для внутренней задачи, например в форме (10.78а). Однако в случае граничных условий III рода корни [i выражаются через В1д, формула (ж) теряет силу. Вид функции д, = Ця(В1д) различен для разных задач массопереноса, например для пластины, цилиндра или шара. [c.883] В предельных ситуациях (Bi - О, оо) решения типа (10.81) закономерно переходят в выражения для внешнего и внутреннего массопереноса. [c.883] Пусть теперь сопоставимы пропускные способности внешней и одной из потоковых стадий переноса вещества — тоже одна из смешанных задач. Здесь анализ массопереноса аналогичен рассмотренному в разд.10.8—10.10 для двух сплошных фаз процесс определяется отношениями пропускных способностей а = pF/L и (или) Ь = f pF/mG. [c.883] Смешанная задача при сопоставимости пропускных способностей потоковой и внутренней стадий массопереноса требует представления отношений их пропускных способностей. Чтобы конкретно записать соответствующее отношение, необходимо предварительно выразить градиент дС/8п в (10.80) и пропускную способность внутреннего переноса. Выражения получаются различными для тел разной формы (см. разд. 6.3). Для текущих и конечных значений пропускных способностей стадии внутреннего переноса должна быть учтена специфика нестационарного процесса (время т, Тк и т.п.). [c.883] Подходы к анализу и расчету массообмена с твердыми телами, изложенные в разд. 10.16, могут оказаться полезными и при анализе процессов массообмена с каплями, пузырями, т.е. с дискретными образованиями с изменяющейся конфигурацией элементов. Однако в этом случае все процессы переноса протекают значительно сложнее, поскольку на молекулярную диффузию внутри элемента дискретной фазы (теплопроводности в случае теплопереноса, молекулярной вязкости при переносе импульса) накладывается внутренняя циркуляция жидкости, газа. Она вызвана взаимным перемещением сплошной и дискретной фаз — см. рис. 2.43. Эта циркуляция слабо выражена в случае мелких капель, пузырей (скажем, размером менее 1 мм), но ее интенсивность быстро нарастает при увеличении размера элемента дискретной фазы. Циркуляционный и диффузионный переносы протекают параллельно. Для мелких элементов превалирует диффузионный механизм переноса, так что здесь в значительной мере работают подходы и справедливы выводы и оценки, полученные в разделе 10.16. Для крутых элементов дискретной фазы доминирующим становится циркуляционный перенос, требующий особого анализа эти сложные вопросы — за пределами учебника. [c.884] Вернуться к основной статье