Перенос молекулярный плотность потока

Можно показать, что все законы молекулярного переноса математически описываются единым законом молекулярного переноса энергии плотность потока энергии (количество энергии, переносимой в единицу времени через единицу площади эквипотенциальной поверхности F) прямо пропорциональна градиенту потенциала переноса у/7, т. е. [c.39]

Первая попытка построения кинетической теории плотных газов была сделана Энскогом [66]. В своей работе с помощью неких интуитивных соображений он обобщил изложенную в гл. 5 кинетическую теорию газов нормальной плотности, правда, только для случая твердых сферических молекул. Преимущество модели твердых сфер с этой точки зрения заключается в том, что столкновения молекул можно считать мгновенными, и вероятность одновременного столкновения нескольких молекул пренебрежимо мала. Подход Энскога основан на том, что он ввел поправку, учитывающую соизмеримость диаметра молекул со средним расстоянием между ними. В результате тот механизм переноса импульса и энергии, которым при нормальных плотностях пренебрегают и который до сих пор не рассматривался, оказался теперь существенным. Речь идет о том, что при столкновении происходит перенос импульса и энергии на расстояние, равное расстоянию между центрами молекул. В случае твердых сферических молекул этот столкновительный перенос импульса и э нергии на расстояние между центрами молекул происходит мгновенно. В очень плотных газах столкновительных перенос — главный механизм переноса, поскольку каждая молекула почти локализована в одной точке пространства окружающими ее соседними молекулами, и перенос молекулярных признаков потоком молекул сильно затруднен. [c.351]

П. п. при турбулентном режиме движения жидкости в пространстве с учетом молекулярного, конвективного н турбулентного механизмов переноса описывают с помощью выражений (1)-(3) для вектора плотности потока массы Уд, тензора плотности потока импульса несжимаемой ньютоновской жидкости П, [жидкость считается несжимаемой, если число Маха не превышает величину 0,14 в противном случае необходимы поправки, приводящие к появлению дополнит, членов в ур-нии (2)] и вектора плотности потока теплоты tf. [c.477]

Составляющие плотностей потоков массы, импульса и теплоты в ур-ниях (1)-(3) описываются выражениями (4)-при молекулярном, (5)-при конвективном и (6)-при турбулентном механизмах переноса [c.477]

Поскольку беспорядочное движение вихрей аналогично тепловому движению молекул газа, описание процессов переноса массы, энергии и импульса в турбулентном потоке проводится методами, аналогичными принятым в молекулярно-кинетической теории газов. Таким образом, по аналогии с длиной свободного пробега молекулы вводится понятие пути перемешивания - расстояния, на котором вихрь движется без смешения с окружающей жидкостью. По аналогии с молекулярным переносом количества движения, выражаемым законом внутреннего трения Ньютона [уравнение (3.6)], величину напряжений турбулентного трения (или равную ей плотность потока импульса, переносимого вихрями) принимают пропорциональной градиенту скорости или градиенту импульса [c.43]

Таким образом, молекулярный перенос (плотность потока) массы энергии и импульса описывается идентичными по [c.47]

Таким образом, в случае молекулярного и конвективного переноса массы или энергии плотность потока q складывается из двух составляющих [c.47]

Пусть газ движется вдоль пластины со скоростью ы(г/), причем средняя молекулярная скорость, соответствующая его температуре, равна с. Плотность потока массы в направлении, перпендикулярном пластине (т. е. масса молекул, пересекающих площадку, параллельную пластине, отнесенная к единице времени и единице площади), пропорциональна произведению рс. Очевидно молекулы, перемещающиеся в направлении оси у, переносят количество движения. Удельный (отнесенный к единице времени и единице площади) поток количества движения, обусловленный перемещением молекул, пропор- [c.47]

Закон молекулярного переноса тепла или закон теплопроводности Фурье формулируется так плотность потока тепла д прямо пропорциональна градиенту потенциала переноса тепла (градиенту температуры), т. е. [c.37]

Закон молекулярного переноса массы (закон изохорно-изо-энтропической диффузии) можно формулировать так плотность потока массы вещества прямо пропорциональна градиенту пар- [c.37]

Суммарная плотность потока вещества за счет молекулярного и конвективного переноса будет определяться уравнением [c.331]

В уравнении движения (2.2.12) первый член в правой части характеризует влияние естественной конвекции в поле гравитации. В уравнении энергии (2.2.14) представляет собой суммарную плотность теплового потока, обусловленную молекулярным механизмом переноса (теплопроводностью и переносом энтальпии I диффузионными потоками), / — диффузионный массовый поток, и — внутренняя энергия. [c.34]

Подчеркнем, что вектор плотности теплового потока q может включать все составляющие переноса теплоты, не связанные с видимым движением сплошной среды, например, теплопроводность, излучение (пренебрегая плотностью лучистой энергии), молекулярную диффузию. [c.8]

В аналогии Рейнольдса постулируется равенство коэффициентов молярного переноса импульса и теплоты в любой точке потока и считается, что при характерном для турбулентных потоков интенсивном перемешивании среды влияние процессов молекулярного переноса пренебрежимо мало. Если обозначить через плотность поперечного потока массы между слоями жидкости, имеющими скорости виг и гиа, температуры Т, и Гг, то, пренебрегая молекулярной вязкостью и теплопроводностью, касательное напряжение и плотность теплового потока между рассматриваемыми слоями можно представить как [c.162]

Явление теплопроводности состоит в том, что перенос теплоты происходит путем непосредственного соприкосновения между микрочастицами (молекулами, атомами, электронами) - от частиц с большей энергией к частицам с меньшей энергией, т.е. процесс переноса теплоты теплопроводностью протекает по молекулярному механизму. В подвижных средах (жидкость, газ) при турбулентном режиме движения потока молекулярный механизм переноса теплоты, т. е. теплопроводность, имеет существенное значение в тонких, пограничных с твердой стенкой слоях. При ламинарном движении потока или в неподвижной жидкости теплопроводность может быть основным видом переноса теплоты. Поскольку теплопроводность-явление молекулярное, то на скорость процесса переноса теплоты теплопроводностью существенное влияние оказывают структура и свойства вещества (например, для подвижных сред - вязкость, плотность и др.). В твердых телах, например в диэлектриках, перенос энергии осуществляется фононами, в металлах - электронами. [c.263]

При малой плотности межфазового теплового потока механизм массопередачи, очевидно, будет значительно сложнее описанного выше. Возможно, что в этом случае пузырьковое кипение жидкости происходит при больших расстояниях между центрами парообразования и поэтому перенос массы в тепловом пограничном слое обусловливается также молекулярной и турбулентной диффузией. При ДТ О вместо пузырькового кипения будет иметь место [c.111]

Известно, что такие изменения, называемые флуктуациями, происходят внутри каждой термодинамической системы и необходимо присущи любому термодинамическому равновесию. Каждое такое состояние равновесия включает в себя кинетические процессы прямого и обратного переноса молекул и энергии от одного места системы к другому. И как раз этот непрерывный обмен необходим для того, чтобы равновесие устанавливалось вслед за любым изменением макроскопических параметров состояния. Каждое такое изменение, вызываемое внешними силами, в первый момент нарушает равенство прямого и обратного потоков и приводит к одностороннему переносу молекул или энергии, который сохраняется до тех пор, пока возросший обратный перенос вновь не сравняется с прямым. С этой игрой молекулярных обменов необходимо связаны флуктуации плотности и энергии в микроскопических областях. [c.83]

Понятие о виртуальном, или кажущемся коэффшщенте теплопроводности возникает в том случае, когда перенос тепла внутри тела осуществляется не только путем молекулярной теплопроводности, но также и путем конвективного массопереноса. Тогда плотность теплового потока определяется как [c.425]

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 постоянном общем давлении смеси в стационарных условиях наличие градиента дРи1дп создает равный, но противоположно направленный градиент парциального давления инертного газа дРи/дп = —дРг/дп. Наличие этих градиентов вызывает взаимную диффузию активного и инертного компонентов смеси (молекулярный перенос вещества). При этом плотности потоков пара и газа [c.149]

Расчет адсорбционного поглощения и разделения смеси веществ требует знания закономерностей переноса массы в многокомпонентных жидких смесях. Процессы nefteHO a в смесях обладают рядом принципиальных особенностей в сравнении с переносом в бинарных растворах. Теоретической базой исследования переноса массы в смесях является термодинамика. необр атимых процессов, в основу которой положен линейный закон Онзагера, утверждающий, что между потоками и силами, вызывающими потоки, имеет местО/ линейная зависимость, отражающая Д ействв как основных, так и перекрестных эффектов. Перекреетиые эффекты имеют место и при диффузии многокомпонентной смеси веществ. В этом случае на потоки массы отдельных компонентов смеси влияют не только их собственные градиенты концентраций, но и конц ентрации других компонентов. Так, например, плотности молекулярных диффузионных потоков У, необходимо задавать в виде [c.136]

Молекулярный перенос тепла в теле описывается законом теплопроводности Фурье плотность потока тепла прямо пропорциональна температурному градиенту (q=—XVT). Закон теплопроводности можно формулировать по-иному плотность потока тепла прямо пропорциональна градиенту внутренней энергии тела или градиенту энтальпии в зависимости от условий сопряжения тела с окружающей средой (а = onst или р = onst), т. е. [c.435]

При НИЗКИХ температурах (до 65—85° С) перенос вещества внутри материала в контактном слое (в слое материала вблизи нагретой поверхности) определяется одним из основных законов переноса — законом термической маосопроводности, объединяющим в себе молекулярный и молярный переносы массы вещества. Перенос вещества в направлении теплового потока под влиянием градиента температуры создает градиент влагосодержания, который препятствует переносу массы из контактного слоя. Плотность потока массы вещества при наличии перепадов температуры и влагосодержания внутри материала будет определяться известным обобщенным законом перемещения пара и жидкости [c.279]

Диффузия и конвективный массообмен. Рассмотрим молекулярную (концентрационную) диффузию, вызываемую- неравномерным распределением концентрации компонентов. Процесс направлен к выравниванию концентраций в системе, при этом вещество переносится из области с большей концентрацией в область с меньшей концентрацией. Диффузия характеризуется потоком массы, т. е. количеством вещества, проходящ1Гм за некоторое время через данную поверхность в направлении нормали к ней. Обозначим поток массы /, плотность потока массы — =А11ЛА. Между потоком массы и концентрацией вещества на основе обобщения [c.21]

С учетом концентрационной диффузии, термоднффузии и бародиффузии плотность потока массы -то омноиеита за счет молекулярного переноса описывается следующим уравнением [c.330]

Линии на рис. 10-14 и 10-15, изображающие перенос тепла в свободном молекулярном потоке, являются результатами вычисления на основе кинетической теории, сделанного Ф. М. Сауером [Л. 176]. Графические результаты показывают различие, если устремлять значение критерия Рейнольдса до нуля посредством скорости или посредством плотности. Случай нулевой скорости для теплообмена шаров становится в пределе случаем радиальной теплопроводности в неподвижном газе, в то время как случай нулевой плотности ведет к режиму свободного молекулярного потока и намного меньшим коэффициентам теплообмена. 358 [c.358]

Заряженные частицы перемещаются в растворе под влиянием электрического поля с различной скоростью. Уже в первой половине нашего столетия для этого явления было введено понятие "электрофорез" или "электрический перенос". Различие скоростей перемещения может быть обусловлено двумя причинами (а) различные молекулы несут на себе различные заряды и поэтому при наложении электрического поля могут ускоряться в различной степени (б) их перемещению препятствует различающееся по величине сопротивление трения. В простейшем случае разделительная среда (раствор электролита) находится в трубке. Из-за отвода Джоулева тепла на практике зачастую наблюдается искажение зон за счет различных плотностей электролита и конвекционных потоков. В случае классического электрофореза применяются гели или полоски бумаги, пропитанные электролитами для того, чтобы уменьшить помехи, вызванные конвекцией, а также чтобы увеличить сопротивление трения макро-молекул с незначительными различиями в зарядах и тем самым усилить эффект разделения. Использование полиакриламидного гель-электрофореза (ПААГ-электрофореза) позволяет проводить эффективное разделение молекул ДНК и белков. Благодаря изменению степени сшивания геля может быть оптимизирована производительность разделения. При использовании гель-электрофореза белков, денатурированных додецилсульфатом натрия (ДДСН), возможно непосредственное определение их молекулярной массы. Разделение в этом случае основано исключительно на затруднении миграции пробы через гель (без геля все денатурированные додецилсульфатом натрия белки перемещаются с одинаковой скоростью). [c.5]

В уравнении (15.24) величина q = —D grad с отражает плотность молекулярного переноса массы [первый закон Фика, уравнение (3.14)], а q = й с-плотность конвективного потока массы. [c.20]

В движущихся газах и жидкостях происходит конвективный теплообмен. Здесь к молекулярному переносу добавляется конвекция — перенос вещества, импульса и энергии макроскопическими объемами среды, перемещающимися с некоторой скоростью и. При этом вектор скорости и выступает как расходная характеристика ее численное значение равно объему вещества, переносимому за единицу времени через единицу поверхности, нормальной к налравлению скорости. Умножая скорость и на плотность теплосодержания (энтальпию) ph, получаем конвективный поток теплоты q,, [c.179]

Под конвекцией понимают процесс переноса вещества аэро- или гидродинамическим потоком, т. е. за счет движения макроскопических объемов среды. Это движение обусловлено разностью плотностей в различных точках объема, возникающей вследствие различия температур или концентраций (свободная конвекция), или принудительным перемещением среды (вынужденная конвекция). Иногда по аналогии с молекулярной диффузией это перемещение называют конвекционной диффузией, хотя эти процессы обусловлены различными причинами и имеют разные механизмы. В случае, когда в конвекционном потоке наблюдаются нерегулярные пульсации скорости, приводящие к перемещению чвстиц в различных направлениях, конвекционный перенос вещества может быть назван турбулентной или вихревой диффузией. [c.42]

Если рассматривается химически реагирующий поток, то такая система в каждой точке пространства и в каждый момент времени полностью описывается, если заданы давление, плотность, температура, скорость потока и концентрация каждого компонента. Эти свойства системы могут изменяться со временем и в различных точках пространства. Подобные изменения являются результатом конвекции, химических реакций, молекулярного переноса (теплопроводности, диффузии и вязкости) и излучения. Поэтому математическое описание пламен должно учитывать каждый из перечисленных процессов [Hirs hfelder et al., 1964]. [c.33]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология