Режимы течения и процессы переноса

Для процессов теплоотдачи режим движения рабочей жидкости имеет очень большое значение, так как им определяется механизм переноса теплоты. При ламинарном режиме перенос теплоты в направлении нормали к стенке в основном осуществляется вследствие теплопроводности. При турбулентном режиме такой способ переноса теплоты сохраняется лишь в вязком подслое, а внутри турбулентного ядра перенос осуществляется благодаря интенсивному перемешиванию частиц жидкости. В этих условиях для газов и обычных жидкостей интенсивность теплоотдачи в основном определяется термическим сопротивлением пристенного подслоя, которое по сравнению с термическим сопротивлением ядра оказьшается определяющим. Следовательно, как для ламинарного, так и для турбулентного режима течения вблизи самой поверхности применим закон Фурье (уравнение (5.3)). [c.181]

В сушильных устройствах режим сушки изменяется с течением времени, сушка происходит при переменном режиме. Строгий анализ кинетики процесса сушки при таких условиях чрезвычайно сложен. Чтобы выявить основные закономерности кинетики процесса сушки, рассмотрим вначале сушку при постоянном режиме, когда температура влажного воздуха (парогазовой смеси) 4, влажность ф и скорость движения его V остаются постоянными в течение всего процесса сушки. Как уже было отмечено сушка представляет собой комплексный процесс, в котором теплотехнические и технологические закономерности взаимно связаны между собой. Кинетика процесса сушки определяется как тепло- и влагообменом между поверхностью тела и окружающей средой, так и переносом внутри тела. Технологические стороны процесса сушки являются решающими при выборе оптимального режима сушки. [c.230]

В газодиффузионных мембранах влияние матрицы на перенос массы определяется только характеристиками поровой структуры и, прежде всего функцией распределения пор. Свойства исходного материала не сказываются на кинетике процесса, хотя могут ограничивать область использования, рели спектр размеров пор достаточно широк, то в мембарне при заданных параметрах газовой смеси может одновременно реализоваться несколько режимов течения для каждого компонента. Если же учесть, что фильтрационный перенос и концентрационная диффузия не способствуют разделению смеси, то очевидно, что более целесообразны мембраны с монокапиллярной структурой типа пористого стекла Викор , в которых можно создать свободномолекулярный режим течения. Обсудим закономерности массопереноса при этом режиме. [c.54]

Почти каждый твердый материал способен поглощать влагу из окружающей среды или отдавать ее окружающей среде. Направление течения процесса переноса влаги является наиболее существенным вопросом в практике сушки, так как от него зависит ее режим, т. е. условия, в которых влажный материал способен отдавать влагу окружающей среде. [c.405]

В результате анализа, выполненного в п. 32, установлено, что режим течения жидкостной пленки в трубах с ленточным завихрителем может быть ламинарным или турбулентным, т. е. вторичные токи, возникаюш,ие в пристенных слоях жидкости, в рассматриваемом случае не оказывают суш,ественного влияния на тепло-перенос. Поэтому для описания процесса теплоотдачи при турбулентном режиме течения жидкости применима теория теплообмена, разработанная для осевого течения. [c.182]

В главе I было отмечено, что аппараты с лопастными роторами находят применение главным образом как роторно-пленочные испарители. Для осуществления массообменных процессов такие конструкции, на первый взгляд, малоперспективны. Обычно массообмен в таких аппаратах происходит на поверхности жидкостной пленки, стекающей по внутренней стенке корпуса. С увеличением диаметра аппарата в этом случае возрастает гидравлический диаметр, определяющий режим течения газовой фазы через аппарат, и вследствие этого возрастает высота единицы переноса в газовой фазе. В связи с этим любые попытки создать на основе такой конструкции более или менее производительный аппарат, приемлемый для промышленных условий, обречены на неудачу. [c.129]

На практике возможно некоторое смещение указанных диапазонов. Так, при очень плавном входе жидкости в круглую трубу и отсутствии каких-либо внешних возмущений удается сохранить ламинарный режим при Ке, заметно превышающих 2300. Наоборот, при неблагоприятных условиях входа (наличии вибрации, турбулизующих вставок, шероховатости стенок канала) течение становится турбулентным при Ке значительно ниже 10 . Особенно сильное влияние внешние условия оказывают на течение в переходном режиме — его характеристики могут смещаться в сторону ламинарного либо турбулентного. В этом смысле переходный режим плохо воспроизводится, так что расчетные формулы для различных эффектов переноса в переходном режиме (не только в гидравлике, в тепло- и массообменных процессах — тоже) обычно весьма ненадежны и пригодны лишь для определения качественных связей между различными факторами и приближенной оценки численных значений характеристик процесса. [c.144]

Явление переноса растворимых веществ жидкостью под влиянием было обнаружено автором в 1934 г. на основе анализа полей температуры и влагосодержания кожи в процессе сушки. Эти результаты были успешно применены при выборе оптимального режима сушки пищевых продуктов, который заключался в периодическом воздействии тепла. Материал в течение небольшого промежутка времени (от нескольких секунд до 5 мин) нагревался газом или инфракрасными лучами, а затем охлаждался холодным воздухом, также в течение малого промежутка времени. Такой осциллирующий режим нагревания и охлаждения продолжался в течение всего периода постоянной скорости. [c.216]

Серебрение ударные электролиты. Ударным обычно называют раствор специального состава, в котором начинают процесс электроосаждения. После короткого периода продолжительностью 10—150 с катод переносят в обычную гальваническую ванну. Термин ударный используется и в том случае, когда электроосаждение начинается в обычной гальванической ванне, но в течение 10—150 с процесс проводят в очень специфических условиях (часто при гораздо более высокой плотности тока), после 4t.ro переходят на обычный режим. Серебро осаждают из растворов, содержащих анионы цианида серебра, т. е. Ад(СК)7- Такая ванна является щелочной и содержит свободные ионы СМ-. Ион цианида серебра наименее стабилен из всех ионов комплексных цианидов и поэтому он по отношению к другим металлам, образующим растворимые комплексные цианиды, является сильным окислителем. Обычно реакция протекает следующим образом [c.339]

СТРУКТУРА ПОТОКОВ в аппаратах непрерывного действия, существенно влияет на хим. процессы, тепло- и массообмен. Для процессов в многофазных потоках важно взаимное направление движения фаз (противоток, прямоток я др.) и геом. формы движущихся объемов (пленки, струи, капли, пузыри). При рассмотрении переноса процессов существенны режим течения (ламинарный, турбулентный) и связанная с ним проблема пограничного слоя. Большое значение имеют различия во времени пребывания частиц потока в рабочем объеме и их взаимное перемешивание в результате нестационарности поля скоростей, неравномерности распределения скоростей и их разнонаправленности. В частицах потока, покидающих рабочий объем быстрее других, процесс оказывается незавершенным, в частицах же, задерживающихся в зтом объеме, он проходит глубже. Поскольку скорость процесса обычно падает во времени, его незавершенность определяется долей частиц с малым временем пребывания.. Отрицат. влияние неравномерности распределения времени пребывания тем сильнее, чем выше требуемая степень завершенности процесса. [c.548]

Гудив распространил на псевдопластичность концепцию о том, что складываются два независимых эффекта. Он полагал, что на режим течения концентрированных эмульсий и дисперсий влияют ньютоновский эффект, при котором сдвигающая сила пропорциональна скорости сдвига, и тиксотропный эффект, при котором сдвигающая сила постоянна независимо от скорости сдвига. Между частицами, находяпщмися в контакте, устанавливаются связи во время сдвига эти связи растягиваются, искривляются, рвутся и восстанавливаются. Этот процесс сопровождается переносом количества движения (кинетической энергии) от движущегося слоя к соседнему более медленно движущемуся слою [c.227]

На основании изложенного можно сформулировать исходные положения, необходимые для математического описания процесса разрушения процесс переноса массы одномерный и стационарный исходный материал представляет собой однородную композицию веществ, входящих в его состав скорость уноса массы определяется скоростью разрушения коксового остатка за счет его химического взаимодействия с газовой средой скорость химического взаимодействия обусловлена кинетикой гетерогенных химических реакций на поверхности материала и диффузией к ней окисляющих компонент из газового потока. С химически унесенной массой кокса уносится часть инертной массы наполнителя, пропорциональная его содержанию в исходном (неразло-жившемся) материале. В процессе окисления коксового остатка участвует кислород, образующийся при испарении и последующей диссоциации окислов наполнителя. Реакционноснособные газообразные продукты разложения материала взаимодействуют с углеродом и диффундируют через газовый пограничный слой независимо от соответствующих компонент внешнего потока. На поверхности материал полностью прококсован. Все тепловые эффекты (теплоты пиролиза, гетерогенных химических реакций и т. д.) отнесены к поверхности. Режим течения газового потока турбулентный. Принимается, что имеется подобие между турбулентным переносом массы, энергии и количества движенрш, а турбулентные чпсла Ье = Рг = Зс = 1. Турбулентный пограничный слой считается замороженным, а все реакции — происходящими на поверхности. [c.103]

В приложениях часто встречается комбинированный режим конвекционных течений, уже рассматривавшийся нами в гл. 6, при котором местная подъемная сила возникает вследствие одновременного переноса тепловой энергии и химических компонентов. Одно из первых исследований неустойчивости для такой системы было осуществлено Стерном [72]. Важным примером подобного рода является комбинированный перенос тепла и солености в морской воде. В результате такого переноса на поверхности моря возникает слой льда, тающий или намерзающий на своей нижней поверхности, которая контактирует с морской водой. При этом в результате таяния образуется прослойка пресной воды, которая является более легкой и, следовательно, может стабилизировать слой, поскольку влияние солености на плотность часто оказывается более сильным, чем влияние температуры. Намерзающий снизу лед не содержит солевых компонентов. Образующийся в результате слой воды с высокой концентрацией соли формирует мощное дестабилизирующее воздействие, налагающееся на эффект, обусловленный понижением температуры по направлению вверх Оба процесса переноса должны рассматриваться совместно с целью определения как режима неустойчивости, так и возможности возникновения любой формы конвективного переноса, который может развиться в подобном случае. При этом анализ данной проблемы оказывается достаточно затруднительным из-за перемены знака коэффициента Соре для солевых компонентов ири низких температурах воды [9, 10, 56]. Напомним, что эффект Соре представляет собой явление диффузии химических компонентов под воздействием температурных градиентов. [c.229]

Процессам конвекции в горизонтальных и наклонных полостях (рис. 14.3.11), нижняя граничная поверхность которых подвергается нагреву, в последние два десятилетия также уделялось большое внимание исследователей. Как подробно обсуждалось в гл. 13, указанный режим нагревания потенциально соответствует неустойчиво стратифицированному состоянию. Это приводит к возникновению конвективного движения, если число Рэлея, рассчитанное по высоте Я и разности температур, оказывается больше критического значения Накр. При этом предельный случай бесконечных горизонтальных плоских пластин, т. е. случай А- 0, представляет собой задачу Бенара, детально рассмотренную в гл. 13. В данном случае интерес для нас представляет двумерный процесс переноса, возникающий в конечных прямоугольных полостях с нагреванием снизу при достаточно высоких числах Рэлея, когда начинают развиваться конвективные движения. При этом изучались картины течения и процессы теплопередачи как в ламинарном, так и в турбулентном режимах. Явления переноса в горизонтальных и наклонных полостях представляют большой интерес для различных практических приложений, таких, как охлаждающие бассейны солнечных энергоустановок, солнечные коллекторы, тепловая изоляция с помощью воздушных зазоров, а также различные процессы плавления в промышленном производстве. [c.269]

Рутил, титановые шлаки, лопарит хлорируют в виде брикетов с нефтяным коксом на скорость хлорирования оказывают влияние состав и помол шихты, размеры брикета, пористость и т. д. Основные стадии этого сложного гетерогенного процесса а) подвод хлора к поверхности брикета б) диффузия хлора внутрь брикета в) химическая реакция. Первый процесс обусловлен молекулярной диффузией и переносом хлора к поверхности брикета вследствие движения газов. Диффузия хлора через поры внутрь брикета сопровождается химической реакцией, в результате которой образуется зона хлорирования, имеющая некоторую протяженность. С течением времени зона хлорирования перемещается к центру брикета, вместо нее образуется зона непрохлори-рованного огарка . Глубина зоны хлорирования зависит от температуры. При 400—450° ее глубина превышает радиус брикета, поэтому концентрация хлора во всех точках брикета практически одинакова, и реакция протекает во всем объеме брикета (кинетическая область). С повышением температуры константа скорости реакции возрастает быстрее коэффициента дис х()узии, процесс переходит в диффузионную область, глубина зоны хлорирования уменьшается. Переходу в диффузионный режим соответствует линейная скорость" хлорирования Кр= (1 -7- 4)-10 см/с. Глубина хлорирования брикета удовлетворительно описывается уравнением [c.261]

Вторым, более важным моментом, связанным с возможным увеличением скорости вертикального потока газовой фазы, является динамическое воздействие газа на стекающую по поверхности насадки пленку жидкости. Опыты показывают, что по мере увеличения скорости восходящего потока газа возможны различные гидродинамические режимы движения пленки, иллюстрируемые графиком на рис. 5.14. При небольших скоростях газа влияние газового потока на жидкую пленку настолько незначительно, что им можно пренебречь, и пленка жидкости стекает по поверхности насадки таким же образом, как и в неподвижной газовой среде (левая часть кривой до точки А - так называемый пленочный режим стекания). Повышение скорости потока приводит к заметному увеличению вертикальной силы трения газа о жидкую пленку, что вызывает подтормаживание пленки и увеличение ее толщины. Течение пленки при этом значительно турбулизируется от ее поверхности могут отрываться отдельные брызги интенсивность процесса переноса целевого компонента между газовым потоком и пленкой жидкости повышается. Такой режим называют режимом подвисания (кривая между точками А и В). [c.378]

Наиболее просты закономерности для гомогенных реакций. Однако в промышленности гораздо чаще осуществляют реакции, в кйторых участвуют две фазы или более. К таким реакциям, в частности, относятся реакции в присутствии твердых катализаторов. Для них существенна не только скорость протекания химического превращения, но и скорость переноса реагирующих веществ между фазами. Суммарная скорость обычно определяется одной из этих скоростей. Соответственно говорят о кинетической и диффузионной областях протекания реакций. Промежуточные области имеют место значительно реже. Это обстоятельство надо обязательно учитывать при анализе влияния отдельных факторов на течение процесса и его результаты. [c.70]

Режим течения влажного воздуха в ВО обычно близок к турбулентному, а перенос тешга и влаги из турбулентного ядра происходит в результате конвекции и молекулярной дз фузии и теплопроводности через пограничный слой, причем, в ламинарном его подслое - только из-за молекулярных процессов, если не учитывать "стефановский поток, вызванный непроницаемостью поверхности охлаждения для сухого воздуха, Согласно физической модели, изложенной в работах, [3,4], даф-фундирующие к поверхности охлаждения пары влаги частично конденсируются в ламинарном подслое и уносятся потоком в виде тумана. Причем, образовавшийся в ламинарном подслое туьт не участвует в диффузии влаги к поверхности и может попасть на нее только чисто механическим путем. Схема пограничного слоя с профилями температур и парциальных давлений представлена на рис.1. Конденсация водяного пара в ламинарном подслое вызвана нелинейностью зависимости давления насыщенного пара в воздухе от его температуры [з]. [c.107]

При изучении каталитического крекинга приходилось считаться с тем, что температуры глубокого крекинга лежат в пределах 400—500, а температура регенерации глипы — в пределах 500—600 С. Так как сырье подавалось на уже нагретую до температуры опыта глину, то глина в наших экспериментах неизбежно должна была нагреваться до 500 и при этом активироваться и обезвоживаться под влиянием тенла. Данное обстоятельство заведомо нарушает условия тепловой активации, подобранные С. В. Лебедевым глину сушили при 100—120 °С, а затем переносили в трубчатый реактор, в котором ее температура в течение 2—3 ч повышалась до температуры опыта, т. е. до 400—500 °С. Этот режим теплового активировапия определялся конструкцией и электрическими параметрами лабораторной установки (время нагрева глины), а также температурным режимом исследуемого процесса. При регенерации температура глины в течение 1 ч повышалась до 550 С и затем медленно снижалась до исходной величины. [c.82]