ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория пограничного слоя. Приближенный метод Кармана из "Явления переноса" В данном разделе в качестве иллюстрации рассмотрены три примера. В первом из них обсуждается, как используется метод замены переменных для описания процесса испарения, контролируемого диффузией. Второй пример касается метода, предложенного Данк-вертсом для решения задач, связанных с необратимыми реакциями первого порядка. В третьем примере проанализирован процесс диффузии с движущейся зоной реакции. [c.523] Здесь — равновесная концентрация в газовой фазе для идеальной газовой смеси она отвечает давлению пара чистого вещества А, деленному на общее давление. [c.526] Небольшая сводка значений ф (х ) приведена в табл. 18.2, а профили концентраций изображены на рис. 18-1. [c.527] Это уравнение можно применить для определения коэффициентов диффузии летучих жидкостей. [c.528] Рассмотренная выше задача подтверждает, что при испарении действительно возЕшкают существенные отклонения от второго закона Фика. [c.528] Подставляя выражения (18.26)—(18.28) в уравнение (18.23) и воспользовавшись равенством = дЦдг, нетрудно убедиться, что уравнение (18.23) действительно удовлетворяется. [c.529] Решение. Реакция между веществами А ж. В протекает мгновенно, поэтому на некотором расстоянии 2 от границы раздела пар — жидкость должна существовать параллельная поверхности раздела плоскость, которая отделяет объем растворителя, не содержащий А, от объема, не содержащего В. Расстояние г является функцией Ь, поскольку граница раздела между А ж В перемещается по мере того, как В вступает в химическую реакцию. [c.529] В которых — концентрация А в жидкой фазе на поверхности раздела с — исходная концентрация 5 в б . На основанпи опыта можно показать, что запн-санные выше постулированные формы решений соответствуют действительности. [c.530] Эта простая зависимость г от 4 может быть также получена, если в уравнении (18.33) положить Сд = О и 2 = г. [c.530] Последнее граничное условие представляет собой требование стехиометрии, согласно которому на один моль вещества А расходуется один моль В. Этп пять условий позволяют найти пять констант интегрирования. [c.530] Следовательно, средняя скорость абсорбции к моменту временн t ровно два раза превышает мгновенное значение скорости. [c.532] В данном разделе продолжено обсуждение теории пограничного слоя, излагавшейся в разделах 4.4 и 11.4. Как и прежде, рассмотрим два типа задач неустановившийся перенос, когда толш,ина пограничного слоя является функцией времени, и установившийся перенос, когда толщина пограничного слоя увеличивается при движении вдоль поверхности раздела. [c.532] В качестве примеров специально выбраны две задачи, которые не имеют аналогии с теплопередачей. В примере 18-4 рассмотрен неустановившийся процесс испарения жидкости в многокомпонентную смесь это приводит к анализу эффекта массодиффузии . В примере 18-5 показано, как толщина диффузионного пограничного слоя зависит от положения описываемой области и свойств жидкости в системе, где перенос массы сопровождается гомогенной реакцией. Б следующем разделе обсужден расчет профилей скорости, температуры и концентраций в потоке, движущемся ламинарно вдоль пластины, при высоких скоростях массопередачи на ее поверхности. [c.532] Применение метода пограничного слоя к массопередаче оказало значительную помощь при разработке теории процессов разделения и химической кинетики. Среди некоторых интересных проблем, которые были изучены, можно назвать массопередачу из капли [8], свободную конвекцию при электролизе [9] и гомогенные химические реакции в неизотермических пограничных слоях [10]. [c.532] Пример 18-4. Нестационарное испарение в многокомпонентную смесь [11]. [c.532] Используйте метод пограничного слоя применительно к результатам, полученным в примере 18-1, чтобы описать ско )ость испарения жидкости 1 в пар, содержащий компоненты 2, 3,. . ., п. [c.532] Формула (18.54) может быть также получена при интегрировании уравнения (18.7) в пределах от г = О до 2 = оо. [c.533] Очень простой функцией / (5), удовлетворяющей упомянутым выше ограничениям, является функция f (О = (1 — 0 - Читатель может проверить, что для указанной функции , огр. ся = 1 п/3 (1 — определенные таким образом значения г з 2) (равные 1,02 1,18 1,44 2,04 и оо) соответствуют величинам, приведенным в последней колонке табл. 18.2. Таким образом, видно, что выбор функции в виде / ( ) = (1 — дает результаты, которые постепенно ухудшаются по мере приближения к точке кипения. Это происходит из-за того, что зависимостью формы профиля концентраций от пренебрегали (рпс. 18.1). [c.534] Здесь х1о — концентрация газа в мольных долях на поверхности газ — жидкость. [c.534] Выражения для 63, 63,. . 6 могут быть найдены, если приравнять правые части уравнений (18.62) и (18.64). [c.534] Вернуться к основной статье