Аналогия переноса массы, тепла и количества движения

Тройная аналогия между переносом количества движения (импульса), тепла и вещества. Теоретическим анализом и многочисленными экспериментальными исследованиями установлено, что между механизмами переноса механической энергии, тепла и массы в определенных условиях существует приближенная аналогия. Известно, например, что в ядре турбулентного потока вследствие интенсивного перемешивания частиц происходит выравнивание их скоростей, а в процессах тепло- и массопереноса — выравнивание соответственно температур и концентраций. В пределах же пограничного слоя наблюдается резкое падение скоростей, температур и концентраций вследствие пренебрежимо малого действия турбулентных пульсаций. [c.152]

АНАЛОГИЯ ПЕРЕНОСА МАССЫ, ТЕПЛА И КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ [c.98]

Точные решения уравнений пограничного слоя довольно сложны, за исключением лишь самых простых случаев. Их применяют обычно к задачам ламинарной конвекции, основные характеристики которой хорошо известны, но область практического использования ограничена. Для решения задач как ламинарной, так и турбулентной конвекции получили распространение методы приближенного интегрирования, не требующие детального описания физического механизма процессов. Эти методы привлекательны тем, что позволяют значительно расширить круг задач, для которых может быть получено аналитическое решение. При анализе турбулентной конвекции широко используется аналогия между переносом тепла, массы и количества движения, подтвержденная большим объемом достоверных опытных данных. [c.30]

При движении потока вдоль жидкой или твердой поверхности вихревое движение не только вызывает массопередачу, но, вследствие переноса тепла турбулентным потоком служит причиной теплопередачи, а благодаря переносу количества движения обусловливает возникновение трения. Тесное подобие переноса массы, тепла и количества движения выявляется через аналогию Рейнольдса, которая устанавливает, что при переносе тепла, массы и количества движения в потоке будут равны следующие отношения. [c.398]

Исходя из аналогии между процессами переноса массы, тепла и количества движения, можно в определенных случаях приближенно определять скорость массоотдачи по данным [c.404]

Здесь подстрочный индекс / характеризует свойства, отвечающие пленочной температуре Tf = V2 (То + оо) и пленочной концентрации хаг = [хао + а лсо)- Корреляция, относящаяся к теплообмену, получена для системы, где массоперенос полностью отсутствует и где температура поверхности теплообмена (плоской пластины) постоянна во всех точках. Поэтому область применимости аналогии (20.34) между процессами тепло- и массопередачи ограничена соответственно малыми скоростями массообмена и системами, в которых концентрация равномерно распределена в пространстве вблизи поверхности массообмена. Корреляция (20.34) может быть использована и в случае систем, где процессы переноса тепла, массы и количества движения протекают одновременно, если скорости массообмена не слишком велики. [c.578]

В турбулентных потоках интенсивность переноса массы, тепла и количества движения определяется в основном коэффициентами турбулентной диффузии Д, температуропроводности и вязкости Все они имеют одинаковую природу (связаны с турбулентными пульсациями скорости) и по величине очень близки, а уравнения турбулентного переноса массы, тепла и количества движения имеют одну и ту же форму. Поэтому для определения скорости массопереноса широко используется аналогия не только с процессами переноса тепла (см. уравнения (5.2.3.9)), но и с процессами переноса импульса (гидродинамическая аналогия). Известные в литературе многочисленные гидродинамические аналогии устанавливают связь между коэффициентом массоотдачи и коэффрщиентом трения турбулентного потока, который в экспериментах определяется значительно проще. [c.293]

Исходя из аналогии между процессами переноса массы, тепла и количества движения, можно в определенных случаях приближенно определять скорость массоотдачи по данным о трении (гидродинамическая аналогия) или о скорости переноса тепла. При этом отпадает необходимость в расчете коэффициентов массоотдачи Р по уравнениям массоотдачи или же в довольно сложном экспериментальном определении этих величин. Аналогично упрощается и вычисление коэффициентов теплоотдачи а. [c.426]

В этой главе мы рассмотрим массопередачу в турбулентном потоке примерно тем же методом, каким мы пользовались при рассмотрении теплообмена в турбулентном потоке (гл. 25). Целесообразно рассмотреть массопередачу в турбулентном пограничном слое у плоской пластины ввиду небольшого, но все возрастаюш его числа непосредственных применений этой теории. Более важная причина состоит в том, что это изучение приводит к пониманию массопередачи при движении над поверхностями более сложной геометрической формы. Мы рассмотрим также классические аналогии переноса тепла, массы и количества движения между жидкостью и внутренней стенкой трубы. Наконец, мы проанализируем теорию проницания, базирующуюся на некоторой модели процесса. Замечательная особенность этой теории заключается в том, что она описывает массопередачу (и теплопередачу) между двумя жидкими фазами. Это отличает ее от большей части теорий переноса, которые в большей или меньшей степени ограничены применимостью к обмену между жидкостью и твердой фазой. [c.498]

Теоретический и математический подход привел к дальнейшему проникновению в механизм теплообмена между жидкостью и твердыми телами. Еще более прояснились аналогии между переносом тепла, массы и количества движения. Значительные успехи достигнуты в аналитическом расчете локального коэффициента теплоотдачи для течения у плоской пластины и во входном участке трубы. Теория развитых поверхностей была применена к нескольким новым геометрическим формам. Серьезному изучению подвергся механизм теплопередачи в слое неподвижных частиц, являющийся в настоящее время во многих случаях объектом расчета. [c.10]

Как известно, для нелинейно-вязкой жидкости параметры переноса количества движения - эффективная вязкость - зависит от интенсивности скоростей деформации. В связи с этим можно, основываясь на глубокой аналогии переноса количества движения, тепла и массы, предложить, что и параметры процессов переноса тепла и массы также зависят от интенсивности скоростей деформации, то есть [c.87]

Рассмотрение процессов тепло- и массообмена при непосредственном контактировании потоков воздуха и воды в свете известной аналогии между процессами переноса количества движения, тепла и массы приводит к заключению о существовании следующей зависимости между коэффициентами тепло- и массоотдачи со стороны газа [c.274]

В соответствии с аналогией Рейнольдса для процесса турбулентного перемешивания величины g, а/ср и 8/и численно равны, потому, что обмен массой, теплом и количеством движения происходит посредством взаимного переноса молей жидкости. [c.190]

Подобно тому как количества движения и тепла переносятся благодаря движению отдельных частиц жидкости, может переноситься и масса. Мы видели, что скорость этих процессов переноса, вызванных перемешиванием объема жидкости, может быть выражена коэффициентом турбулентной кинематической вязкости, коэффициентом турбулентной температуропроводности и коэффициентом турбулентной диффузии. Последнюю величину можно связать с длиной пути перемешивания, которая в данном случае равна одноименной длине, введенной в связи с переносом количеств движения и тепла. В самом деле, аналогия между тепло-и массопередачей настолько явная, что уравнения, выведенные для теплопередачи, часто применимы к массопередаче при простом изменении обозначений. Мы отсылаем читателя к гл. 7 и 25. [c.443]

В данной главе мы распространим результаты, полученные в гл. 34, на перенос тепла и количества движения, базируясь на их аналогии детальные выводы не будут приведены. Мы начнем с написания следующих уравнений для переноса количества движения, тепла и массы в ламинарном пограничном слое на плоской пластине, выведенных в предыдущих главах. [c.559]

Аналогия между переносом массы, тепла я механической энергии (количества движения). Сопоставляя рис.. УП-8 и Х-5, можно заметить принципиальное сходство между профилями изменения скоростей, температур и концентраций. Это указывает на то, что в определенных условиях существует аналогия между механизмами переноса массы, тепла в механической энергии. В ядре турбулентного потока, движущегося внутри трубы (канала), при перемешивании под действием турбулентных пульсйций происходит выравнивание скоростей частиц, а в процессах тепло- и массопереноса — выравнивание соответственно температур и концентраций. В пределах же пограничного подслоя, где действие турбулентных пульсаций становится пренебрежимо малым, наблюдается резкое падение скоростей, а также -температур и концентраций. При этом в общем случае толщины гидродинамического, теплового и диффузионного пограничных подслоев не одинаковы. Их толщины совпадают, когда равны величины кинематической вязкое V, коэффициента температуропроводности а и коэффициента молекулярной диффузии О. Как известно, значениям а п Е> пропорциональны соответственно количества переносимых массы, тепла и механической энергии в пограничном слое. Таким образом, аналогия между указанными процессами соблюдается при условия, что = а — О. [c.404]

Расчет по формуле (5.32) дает значения 51 на 11—50 % выше тех, которые следуют из аналогии Чильтона—Кольборна в области 2000< Ке< 10000 эта аналогия, опубликованная в 1934 г. [26] возможно, является наиболее полезной и определенно простейшей из многих выражений, связывающих перенос массы, тепла и количества движения. Уравнения, отдельно записанные для переноса массы и тепла, имеют вид [c.191]

Основываясь на аналогии между процессами переноса количества движения, тепла и массы, можно в определенных условиях приближенно определять коэффициенты теплоотдачи или коэффициенты массоотдачи по опытным данным о трении, либо коэффициенты теплоотдачи по опытным данным о массоотдаче, и наоборот. [c.152]

Для решения поставленной задачи основной интерес представляют процессы, происходя1цие в приземном слое атмосферы толщиной 50 - 100 м. Как установлено многочисленными исследованиями, одной из главных характеристик этого слоя является сохранение в нем по высоте вертикальных потоков тепла и количества движения. При турбулентном механизме тепломассообмена, характерном для рассматриваемой задачи, / с/ р. Оценку средних значений этих величин можно получить, используя аналогию Рейнольдса между процессами переноса импульса, тепла и массы в турбулентном пограничном слое л / Р , [c.33]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология