Конвекция турбулентной диффузии для

Подвод реагирующих компонентов в зону реакции совершается путем молекулярной диффузии или конвекции. При интенсивном перемешивании комионентов конвективный перенос называют турбулентной диффузией. В многофазных процессах подвод реагентов в зону реакции связан с переходом вещества из одной фазы в другую, например при плавлении твердых веществ или растворении их в жидкости. Такие процессы, в которых совершается переход вещества пз одной фазы в другую через поверхность раздела фаз, называются массопере-дачей. / [c.89]

Доставка вещества к границе между фазами может осуществляться за счет конвекции или диффузии. Конвекцией называется перемещение среды в целом (она может быть ламинарной и турбулентной), а диффузией — перемещение молекул вещества в неподвижной среде под влиянием градиента концентрации. [c.24]

Подвод реагирующих компонентов в зону реакции и отвод полученных продуктов совершается молекулярной диффузией или конвекцией. При очень сильном перемешивании реагирующих веществ конвективный перенос называют также турбулентной диффузией. В двух- или многофазных системах подвод реагирующих компонентов может совершаться абсорбцией, адсорбцией или десорбцией газов, конденсацией паров, плавлением твердых веществ или растворением их, испарением жидкости или возгонкой твердых веществ. Межфазный переход — это сложный диффузионный процесс. [c.153]

При переработке полимеров вследствие очень высокой вязкости полимерных расплавов турбулентная диффузия труднодостижима, а молекулярная диффузия совсем незначительна, поскольку она протекает чрезвычайно медленно. Таким образом, преобладающим механизмом смешения остается конвекция. То же справедливо для смешения твердых компонентов, где конвекция — единственно возможный механизм смешения. Следует, однако, отметить, что в том случае, когда один из компонентов — низкомолекулярный продукт (например, некоторые антиоксиданты, вспенивающие агенты, красители для волокон, добавки, улучшающие скольжение), существенный вклад в процесс смешения может внести и молекулярная диффузия. Более того, эффективность применения таких добавок должна зависеть от степени развития молекулярной диффузии. Молекулярная диффузия, естественно, играет важную роль в процессах, связанных с массопереносом, например при дегазации или сушке. Однако в настоящей главе основное внимание уделено системам, где молекулярной диффузией можно пренебречь. [c.182]

В механике непрерывных сред точка в жидкости — это очень маленький объем в макроскопическом масштабе, но достаточно большой объем в микроскопическом масштабе, позволяющий оценивать локальные изменения температуры, скорости, концентрации и т. д. Применяя такой же подход к определению концентрации для наших систем, мы столкнемся с трудностями, поскольку, как было показано ранее, практически всегда смешение в полимерных системах осуществляется путем конвекции при отсутствии молекулярной диффузии. Согласно этому механизму процесс смешения — не что иное как объемное перераспределение одного компонента в другом. Из этого следует, что в любой точке системы согласно данному выше определению должен находиться один компонент либо дисперсионная среда, либо дисперсная фаза. Другими словами, если отсутствует молекулярная или турбулентная диффузия , то смесь в пределах точки будет полностью разделена на компоненты. Если же под концентрацией в точке понимать представительную концентрацию внутри небольшого локального объема, значительно превышающего объем предельной частицы или размеры сегрегированной области, но гораздо меньшего, чем объем исследуемой пробы (см. ниже), то можно провести анализ эффективности смешения. Разумеется, определенную таким образом концентрацию нельзя использовать для оценки, например, скорости реакции, протекающей по молекулярному механизму. В этом случае величины локальных объемов, связанных с такой точкой , гораздо меньше, чем в нашей точке . [c.185]

Турбулентная диффузия загрязнений, обусловленная турбулентным перемешиванием воздуха [6, 8], зависит от метеорологических условий и прежде всего — от поля осредненной скорости ветра и от термической конвекции в приземном слое атмосферы. [c.19]

До сих пор при постановке задач конвекции и их анализе, а также при описании экспериментов, связанных с процессами переноса, предполагалось, что все внешние физические воздействия и возникающие в результате эффекты являются в основном детерминистскими. В частности, предполагается, что указания геометрии задачи, граничных условий и характеристик жидкости вполне достаточно для описания любого заданного процесса переноса. Кроме того, считается, что если заданы уравнения и граничные условия, то решение поставленной задачи существует. При этом даже в случае турбулентности добавочные механизмы переноса, например процесс турбулентной диффузии, обыкновенно рассматриваются как некие усредненные воздействия. [c.471]

Скорость растворения (массопередачи) зависит от превалирующего механизма переноса вещества между жидкой и газообразной фазами. В неподвижной среде основным механизмом массо-переноса является очень медленный процесс молекулярной диффузии. В движущейся среде процесс массопереноса интенсифицируется за счет переноса массы в направлении движения среды (конвекция) в турбулентных потоках добавляется влияние пульсаций, вызывающих турбулентную диффузию. Поэтому в аппаратах для растворения газа в жидкости кроме повышения давления и снижения температуры жидкости применяют интенсивное перемешивание жидкости и газа путем барботажа воздуха через жидкость или с помощью так называемой струйной аэрации [66]. Воздух в жидкость во многих случаях вводится с помощью эжекторов, включенных непосредственно перед барботером или резервуаром для струйной аэрации. Но такая схема существенно снижает экономичность работы установки. [c.239]

В зависимости от характера течения газового потока, образующего пламя, различают ламинарные и турбулентные пламена. В ламинарных пламенах течение ламинарное, или слоистое, все процессы массообмена и переноса происходят путем молекулярной диффузии и конвекции. В турбулентных пламенах течение турбулентное, процессы массообмена и переноса осуществляются не только за счет молекулярной, но и турбулентной диффузии (в результате макроскопического вихревого движения). [c.9]

Передача вещества и тепла молекулярной теплопроводностью и диффузией происходит медленно, эти процессы гораздо интенсивнее совершаются за счет конвекции. По эффективности турбулентная диффузия и теплопроводность соизмеримы с конвективным переносом. [c.85]

В пределах жидкой фазы перенос молекул растворенных веществ осуществляется молекулярной диффузией, конвекцией и турбулентной диффузией. Несмотря на различие в диффузионных коэффициентах в жидкостях и газах (в газах при атмосферном давлении коэффициенты диффузии на 3—4 порядка больше, чем в жидкостях), перенос в жидкости не обязательно протекает медленнее, поскольку молярные плотности и градиенты концентраций в них выше. Поэтому при анализе переноса в жидкостях необходимо оперировать величинами диффузионных потоков, включающих значения кинетических коэффициентов и градиенты концентраций. [c.135]

При этом следует учитывать, что перемешивание фаз для увеличения поверхности соприкосновения может привести одновременно и к возрастанию константы скорости процесса благодаря замене медленной люлекулярной диффузии турбулентной диффузией (конвекцией). [c.88]

Применительно к жидкостям (расплавам) можно выделить три вида диффузии [1] 1) молекулярная 2) конвективная 3) турбулентная. Первый вид диффузии означает отсутствие какого-либо перемещивания вовсе, второй — обусловлен конвекцией и означает плавный, ламинарный характер перемешивания. Этот характер во многих случаях сохраняется и при принудительном перемешивании расплава. Если принудительное перемешивание значительно, в расплаве возникают своеобразные пульсации и режим перемешивания становится турбулентным — турбулентная диффузия. [c.217]

Подвод реагирующих компонентов в зону реакции совершается путем молекулярной диффузии или путем конвекции. При интенсивном перемешивании компонентов конвективный перенос называют турбулентной диффузией. [c.41]

Профиль скорости при однофазном течении в слое однородно упакованных одинаковых частиц очень плоский. Прежде всего это относится к промышленному оборудованию, для которого весьма велико отношение диаметра трубы к диаметру частицы dt/dp. С развитием радиального градиента скорости осевое рассеяние быстро увеличивается, и перенос в осевом направлении в трубах без насадки осуществляется преимущественно конвекцией. Даже в том случае, когда молекулярная и турбулентная диффузия в осевом направлении отсутствуют, конвективный перенос, вызванный наличием градиента скорости, может быть описан законом Фика. Если профиль скорости известен, то можно рассчитать эффективный коэффициент продольного перемешивания. [c.158]

В связи с этим необходимо сказать следующее. Несмотря на то, что изучение горения в условиях, которые неизбежно приводят к высоким температурам и скоростям, представляет значительный интерес, почти все физикохимические исследования горения выполнены при сравнительно низких температурах, когда скорости реакций весьма невелики и имеется возможность производить наблюдения. Это имеет то преимущество, что реакции развиваются в течение значительного периода времени. Недостаток же подобных исследований заключается в том, что преобладающие элементарные реакции могут значительно отличаться от реакций, управляющих процессами, которые протекают при высоких температурах. Вследствие этого возникает вопрос об определении роли химической кинетики в пламенах и взрывах по сравнению с ролью макро- и микроскопических процессов переноса (диффузия, теплопроводность, конвекция, турбулентность и др.). Кроме того, имеет значение то обстоятельство, что детали даже простейших реакций еще не вполне изучены. Таким образом, материал, который будет изложен ниже, должен рассматриваться скорее как изложение современной точки зрения на протекание процессов горения, чем как система окончательных утверждений. [c.148]

При решении задач, связанных с горением, необходимо учитывать закономерности составляющих процессов аэродинамики газовых потоков, молекулярной и турбулентной диффузии, теплообмена (теплопроводностью, конвекцией и излучением), химических и других энергетических превращений, так как при горении возникают световые, звуковые и электрические (например, ионизация газов) явления. [c.38]

Перемешивание вдоль оси аппарата при этом, в свою очередь, может вызываться самыми разнообразными причинами. Оно может происходить под действием механической мешалки или вследствие естественной конвекции, обусловленной разностью плотностей жидкости в различных точках (например, в выпарных аппаратах с естественной циркуляцией, описанных в главе IX). Оно может быть также обусловлено турбулентной диффузией или увлечением частиц потока одной из фаз потоком другой фазы при их противоточном взаимодействии (например, при захвате некоторой доли движущейся вниз жидкости поднимаюЩимися пузырями газа при барботаже) и другими причинами. [c.123]

Характер диффузии также будет различным в пограничном ламинарном слое и в турбулентной зоне. Переход вещества через движущуюся прямолинейно пограничную пленку может происходить только за счет молекулярной диффузии, между тем как в турбулентной зоне он происходит, главным образом, путем перемешивания, которое можно назвать конвекцией вещества, или турбулентной диффузией. Необходимо отметить, что диффузия в пограничном слое будет значительно медленнее конвекции вещества (подобно проводимости тепла в неподвижном слое). Таким образом, несмотря на небольшую толщину пограничного слоя, общая скорость перехода вещества будет зависеть, в основном, от скорости диффузии в этом слое. По этой причине процессы, основанные на [c.552]

Мюллером [18] и им же [19] несколько позднее на основе специально отлаженной методики проведены весьма тонкие измерения параметров срсднсй скорости и турбулентности, которые использовались для проверки баланса уравнения переноса для рейнольдсовых напряжений в несжимаемом релаксирующем сдвиговом течении, реализующемся в следе за поперечно обтекаемым цилиндром. Первые три члена уравнения, описывающие перенос посредством конвекции, турбулентной диффузии и порождения, определялись из эксперимента. Другие же, характеризующие энергию турбулентности к и турбулентные касательные напряжения —и и, вычислялись из уравнения баланса. Сравнение вычисленных и экспериментальных значений к и —и и обнаружило удовлетворительное согласие в некоторых областях течения. Полученные данные показали, что дальнейшие усилия необходимо сконцентрировать на совершенствовании моделирования отдельных членов уравнения баланса, в частности, диффузионной составляющей. [c.258]

В системе газ (пар) — жидкость одни компоненты переносятся из ядра потока жидкой фазы к границе раздела фаз, а затем в ядро потока газовой (паровой) фазы, другие компоненты — в обратном направлении. При этом перенос массы в ядре каждой фазы обычно происходит в результате турбулентнь Х пульсаций, а в вязких подслоях вблизи границы раздела — в результате молекулярной и Затухающей турбулентной диффузии. Перенос в-ва в. этих системах через границу раздела осуществляется путем испарения и конденсацин или в результате растворения га.ча и жидкости. В системах с тв. фазой различают внешнедиффуз. область, когда в-во переносится из ядра газовой или жидкой фазы к пов-сти ТВ. тела, и внутридиффузионную, к-рая характеризуется переносом распределяемого компонента внутри пор (для пористых структур) и диффузией в тв. фазе. Механизм М- в системах с движущимися фазами, такими, напр., как газ (пар) и жидкость в виде стекающей пленки, может существенно изменяться при гидродинамич. нестабильности пов-стн раздета вследствие возникновения межфазной спонтанной турбулентности потоков или нрн noiiepxHo THoii конвекции. Суи ,е( твенное влияние иа состояние н ра.чмер иов-стн раздела оказывает наличие в системе ПАВ. Эффективность М- в значит, степени зависит также от теплообмена между фазами. [c.313]

V — объем насадки. В системах Г — Ж и Ж — Ж (несмешиваю-щиеся) при сильной турбулизацни определение их истинной поверхности соприкосновения невозможно вследствие взаимного проникновения фаз в виде вихревых струй, пузырьков, капель и пленок. Если действительную поверхность соприкосновения взаимодействующих фаз трудно определить, то при расчетах подставляют в формулу (П.56) условную величину, равную, например, площади сечения аппарата, площади всех его полок, поверхности насадки, омываемой жидкостью, и т. п. Влияние перемешивания на поверхность соприкосновения переносится на константу скорости процесса, которая становится также условной величиной. При этом следует учитывать, что перемешивание фаз для увеличения поверхности соприкосновения может привести одновременно и к возрастанию константы скорости процесса благодаря замене медленной молекулярной диффузии турбулентной диффузией (конвекцией). [c.59]

Согласно современным представлениям [19], вблизи границы раздела существует пограничный диффузионный слой, в котором и происходит резкое изменение концентрации. В пограничном диффузионном слое перенос вещества осуществляется за счет молекулярной диффузии и конвекции обычцо считают, что роль турбулентной диффузии в диффузионном слое пренебрежимо мала и становится заметной и даже преобладающей за его пределами, а именно в вязком пограничном слое. В жидкостях толщина пограничного диффузионного слоя намного меньше толщины вязкого пограничного слоя. Указанные представления позволяют записать уравнение конвективной диффузии в диффузионном пограничном слое в следующем виде [c.54]

Перенос компонентов соприкасающихся фаз идет до достижения между ними динамического равновесия. Явления, происходящие при абсорбции на границе раздела фаз, описывают на основе двухпленочной теории Уитмана [42], согласно которой изменение концентраций переходящего вещества происходит в тонких приповерхностных слоях (пленках) газа Рц и конденсированного вещества (рис.5.35). Принимают, что в приграничных пленках конвекция отсутствует, и массоперенос осуществляется исключительно за счет молекулярной диффузии, в то время как перенос из объема газа к пленке и от пленки в объем конденсированной фазы У происходит очень быстро (например, за счет турбулентной диффузии) Поэтому концентрации переходящего компонента у в объеме газовой фазы У , и х в объеме У считаются постоянными. В плёнке газа концентрация переходящего компонента падает до значения у на поверхности радела фаз 8, а пленка конденсированной фазы насыщается до концентрации х , причем сама поверхность 8 не оказывает сопротивления переходу компонента В пленке концентрация снижается до постоянного значения х вследствие распределения компонента в объеме У . Перенос продолжается до достижения равновесия, при котором химические потенциалы переходящего компонента в газовой и конденсированной фазах выравниваются. [c.326]

Первое соотношение в (5.4) есть уравнение движения, записанное в приближении пограничного слоя. В нем учтены силы плавучести. Здесь, так же как и во всей настоящей главе, рассматриваются факелы, образующиеся при истечении горючего вертикально вверх. Второе соотношение является уравнением неразрывности, а третье — уравнением турбулентной диффузии. Следующие два уравнения для энергии турбулентности и коэффициента турбулентной вязкости описывают принятую модель турбулентности. Эти уравнения, так же как последнее соотношение в (5.4), которое дает дисперсию пульсаций концентрации, построены по известной схеме, отражающей роль процессов конвекции (левые части уравнений), турбулентной диффузии (первые члены в правых частях уравнений), порождения (вторые члены в правых частях уравнений) и диссипации (последние слагаемые в правых частях уравнений). Величина 3i [ I IЭ (и )/by , фигурирующая в последнем из соотношений в (5.4), равна удвоенному значению скалярной диссипации N) = D bzjbxi) ), которая далее будет играть очень важную роль [c.173]

Три слагаемых, которые фигурируют в левой части (6.36), характеризуют конвекцию и турбулентную диффузию они лишь перераспределяют энергию турбулентности внутри зоны горения, не меняя полной энергии пульсационного движения. Первое слагаемое в правой части описьшает вязкую диссипацию, второе — дает работу, которую совершают пульсации давления при расширении или сжатии среды. Третье и четвертое слагаемые характеризуют взаимодействие пульсационного и осредненного движения. [c.243]

В соответствии с диффузионной моделью было принято [83а, 84], что все гидродинамические эффекты, осложпяюш ие массопередачу (турбулентная диффузия, продольное перемешивание конвекцией и поперечная неравномерность), могут быть приближенно описаны как продольная диффузия с эффективным коэффициентом 1)9.Решение уравнения массопередачи, включаюш,ее диффузионные [c.108]

НОГО раствора. При этом диффузионные слои, обусловленные вынужденной ламинарной конвекдаей, могут быть произвольными двуме рными или осесимметричными. Интегральный коэффициент диффузии зависит от состава в глубине раствора. Несколько иные интегральные коэффициенты диффузии могут применяться к свободной конвекции, турбулентному течению или переходным процессам, упоминавшимся выше. Однако эти коэффициенты диффузии должны быть более близкими друг к другу, чем к значению, полученному на ячейке с диафрагмой, поскольку условия в такой ячейке совсем иные, чем в случае массопереноса к электроду ПОД током. [c.305]

Выше рассматривалась цмолекулярная диффузия, т. е. какое-либо перемешивание расплава отсутствовало. В реальных условиях в подавляющем большинстве случаев в расплаве проявляется либо конвективная, либо турбулентная диффузия примеси, что обусловлено принудительным перемешиванием расплава или естественной конвекцией. По нашему мнению, наиболее просты следующие три модели перемешивания расплава [5]. [c.224]

Присутствие турбулентности существенно осложняет анализ внутрици-линдровых процессов в двигателях с искровым зажиганием и с воспламенением от сжатия. То обстоятельство, что процесс гомогенного сгорания не очень чувствителен к наличию турбулентности, позволяет построить его подробную и точную модель. В принципе, комбинируя программы газовой динамики и подробной химической кинетики, можно получить мощный аналитический инструмент. Однако непосредственное объединение таких программ существенно превышает возможности современной вычислительной техники. Принимая во внимание, что для адекватного описания пограничного слоя и узких щелевых зазоров даже в двухмерном случае расчетная сетка должна содержать тысячи ячеек, решение этой задачи подразумевает определение параметров в тысячах контрольных объемов, взаимодействующих друг с другом посредством конвекции, теплопроводности, диффузии и др. Для современных вычислительных машин подобная задача является трудноразрешимой даже в случае использования простейших топлив. [c.420]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология