Аналогия тепло- и массопередачи

Для вычисления Рр предложено использовать аналогию тепло-и массообмена, на основании которой формулы для расчета массопередачи имеют такой же вид, как и формулы для расчета теплоотдачи, но критерии Нуссельта и Прандтля заменены на их диффузионные аналоги [c.192]

Аналогия тепло- и массопередачи [c.98]

Применение аналогии тепло- и массопередачи для изучения статистических систем элементарных актов указанных нроцессов требует экспериментальной проверки корректности получаемых соотношений. Так, в работе [59] выполнена экспериментальная проверка возможности использования критериальных уравнений массопередачи типа (3.62) для описания процессов тепло- и массопередачи в барботажном слое на ситчатых тарелках. В результате изучения испарения чистых жидкостей в барботажном слое в широком диапазоне изменения физических свойств системы, расходных и конструктивных параметров получено следующее выражение для коэффициентов скорости процессов тепло- и массопередачи в газовой фазе [c.100]

Аналогия Рейнольдса применима также и к турбулентному ядру потока при любых значениях критериев Рг и 5с, поскольку коэффициенты турбулентного обмена определяются одинаковым масштабом турбулентных пульсаций, значительно превышающим длину свободного пробега молекул. В турбулентных потоках аналогии тепло- и массопередачи рассматривается в приближении гидродинамического и диффузионного пограничных слоев. [c.101]

В условиях, когда Рг 8с 1, получаются более сложные выражения гидродинамической аналогии тепло- и массопередачи [c.101]

Из более поздних исследований отметим работу [61], в которой рассмотрена гидродинамическая аналогия тепло- и массопередачи [c.102]

Статистический анализ практически всех экспериментальных исследований гидродинамической аналогии тепло- и массопередачи в системе жидкость — твердое тело, проведенный в работе [50], показывает, что опытные данные наилучшим образом описываются полуэмпирическими уравнениями типа (3.70), основанными на аналогии Рейхардта [65] с коэффициентом В = 1/35,2 и показателями степеней т — 112, п = О и к = 2/3. [c.103]

В заключение отметим, что для элементарных актов массопередачи в системе газ — жидкость предпочтение следует отдавать аналогии тепло- и массопередачи, а не гидродинамической аналогии, несмотря на очевидную пользу применения последней. [c.105]

Для упрощения примем, что переход от режима развитого пузырькового кипения жидкости к режиму испарения жидкости с поверхности контакта фаз произойдет при некоторой критической плотности теплового потока или критической разности температур контактирующих фаз. Для определения критической разности температур, соответствующей переходу от режима испарения к режиму пузырькового кипения жидкости, на основе аналогии тепло- и массопередачи, а также кинетического уравнения для режима пузырькового кипения получается следующее выражение [c.112]

При анализе механизма массопередачи в однофазном потоке было показано, что аналогия между трением, тепло- и массообменом возможна только при числах Ргд = 1, т. е. для газов. Для капельных жидкостей, для которых величина Ргд порядка 10 , такая аналогия не соблюдается. Поэтому показатели степеней при числах Яе и Рг не могут быть предсказаны и их значения в уравнении (III, 228) должны устанавливаться опытным путем. Если в диффузионном аппарате подводится дополнительная энергия (аппараты с мешалками, ротационные аппараты и т. п.), то в фактор / должна быть введена величина, учитывающая этот дополнительный подвод энергии. Дополнительный подвод энергии, выраженный через работу, сообщаемую жидкости в единице объема, может быть представлен в виде соотношения [c.249]

Аналогия процессов тепло- и массопередачи [c.90]

Определение коэффициентов тенло-и массопередачи в уравнениях (II.1)—(П.З) является главной задачей исследования кинетики этих процессов. В основу исследования положен метод аналогии процессов массо- и теплопередачи при их совместном протекании (см. табл. II.1) и анализ кинетических уравнений, характеризующих теплообмен в двухфазной системе Ж—Г [30, 38, 173 и др.]. Коэффициенты теплопередачи и массопередачи при теплообмене р учитывают влияние гидродинамических, физических, физико-химических и геометрических факторов на скорость процессов тепло- и массообмена, выражаемую уравнениями (II.1) и (П.З). В общем случае для теплопередачи при пенном режиме [c.95]

Для массообменных процессов, по аналогии с процессами переноса тепла, принимают, что количество переносимого вещества пропорционально поверхности раздела фаз и движущей силе. Движущая сила характеризуется степенью отклонения системы от состояния динамического равновесия, выражаемой наиболее точно разностью химических потенциалов распределяемого вещества. Диффундирующее в пределах фазы вещество перемещается от точки с большей к точке с меньшей концентра-цией, и в расчетах движущую силу процессов массопереноса выражают приближенно через разность концентраций подобно тому, как в процессах теплопереноса ее выражают разностью температур. Расчетные выражения движущей силы не одинаковы для процессов массоотдачи и массопередачи и будут рассмотрены ниже для каждого из этих процессов. [c.383]

Для определения коэффициента Л, учитывающего влияние термического сопротивления массопередачи, в первом приближении можно воспользоваться аналогией между тепло- и массопере-дачей тогда расчетное уравнение будет иметь вид [c.204]

Гидродинамическая аналогия в настоящее время используется для расчета как элементарных актов, так и групповых процессов тепло- и массопередачи. [c.100]

Для изучения гидродинамической аналогии уравнения стационарных процессов тепло- и массопередачи в условиях одномерной задачи [c.100]

Распылительные колонны используют также как теплообменники, позволяющие осуществлять теплопередачу при непосредственном контакте между двумя жидкостями в отсутствие разделяющей их металлической поверхности Значения Я<о для теплопередачи, по-видимому, следуют тем же закономерностям, что и Ню для массопередачи, и могут быть определены на основе применения широко известной аналогии мел<ду тепло-и массопереносом. При этом в уравнение массопередачи вместо критерия Шмидта следует подставлять критерий Прандтля и вместо критерия Шервуда — критерий Нуссельта. [c.543]

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]

Подобно приведенной тестовой задаче моделируется тепло- и массопередача в гранулах катализатора. Здесь уместна аналогия гранул катализатора с транзисторами. [c.265]

По аналогии с эффектами массопередачи в неподвижных слоях можно вывести общее уравнение теплопередачи. Возвращаясь к рис. 5, мы видим, что уравнение сохранения тепла внутри элементарного цилиндрического объема может быть получено следующим образом. [c.418]

Коэффициенты к и к для любого типа геометрии ребер определяются следующими соотнощениями, основанными на известной аналогии между процессами тепло- и массопередачи [c.114]

Выбор поверхности конденсаторов путем теоретического расчета поверхности теплообмена по теории подобия с учетом физических констант конденсируемых паров и смешанных с ними инертных газов. Расчет проводят для определенной конструкции конденсатора с заданной поверхностью теплообмена по отдельным небольшим участкам поверхности и отдельным стадиям процесса. Для каждых стадий и участка учитывается изменение состояния и параметров охлаждаемой смеси и охлаждающей среды. После расчета производительности процесса сжижения по каждой отдельной стадии и соответствующим им участкам поверхности теплообмена находят сумму этих частных величин, т. е. производительность, необходимую для сжижения всей массы хлора (метод последовательных приближенных расчетов). При расчетах пользуются аналогией между тепло- и массопередачей, что позволяет применить к массопередаче уравнения и номограммы, выведенные для процесса теплопередачи конвекцией. Этот метод очень сложен и может быть использован только для приближенного расчета размеров конденсатора. [c.66]

В котором Dab — коэффициент турбулентной диффузии или коэффициент вихревой диффузии . Вследствие аналогии между тепло-и массопередачей часто допускают, что = 1, где а — коэф- [c.559]

Многие задачи о межфазном массопереносе, протекающем при малых скоростях массообмена, можно решить по аналогии с соответствующими задачами теплообмена. Впрочем, и для описания процессов теплообмена очень часто могут быть использованы формулы, выведенные при решении аналогичных задач массопереноса. Поэтому в настоящем разделе не представлены никакие новые корреляции, а лишь показано, как известные корреляции по теплообмену, обсужденные в главе 13, можно преобразовать в корреляции, пригодные для описания подобных массообменных процессов. Некоторые результаты главы 13 фактически были получены на основании сравнения с данными о массопередаче. Чтобы проиллюстрировать происхождение полезных аналогий между процессами тепло- и массообмена и выяснить, при каких условиях такие аналогии применимы, проанализируем параллельно размерности уравнений конвективного тепло- и массопереноса. При этом воспользуемся результатами, полученными в разделе 13.2. [c.572]

Таблица 20-1. Характеристические аналоги для процессов тепло- и массопередачи при малых скоростях массообмена

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]

При анализе механизма массопередачи в однофазном потоке было показано, что аналогия между трением, тепло- и массообменом возможна только при числах Ргд= 1, т. е. для газов. Для капельных жидкостей, для которых значения Ргд порядка 10 такая аналогия не соблюдается. Поэтому показатели степеней при числах Ке и Рг не могут быть предсказаны и их значения в уравнении (3—333) должны устанавливаться опытным путем. [c.339]

Экспериментальное изучение переноса тепла осложняется необходимостью производить измерения в среде с переменной температурой. На результатах сказывается при этом зависимость физических констант от температуры. Приходится пользоваться усредненными по температуре значениями этих констант, и результаты обработки экспериментальных данных зависят от способа усреднения. По этим причинам наиболее точные данные для расчета процессов конвективного теплообмена получены методом аналогии с диффузией [19]. Чтобы подчеркнуть аналогию с теплопередачей, диффузионные процессы переноса вещества часто называют массопередачей [17], или массообменом. [c.22]

Движущая сила тепло- и массообмена (А< и АС) в уравнениях (II.1)—(И.З) по аналогии с массопередачей (абсорбция, десорбция) определяется в зависимости от взалмного направления потоков жидкости и газа, а также от принятой гидродинамической модели перемешивания. Для пенных аппаратов, как и для других реакторов со взвешенным ( кипяш,им ) слоем, общепринятой служит схема движения потоков в виде перекрестного тока. Для перекрестного тока выведены многие теоретические зависимости, характеризующие гидродинамику пенного слоя, а также массо-и теплообмен в слое пены [178, 234, 235]. Для пенных аппаратов с переливами, т. е. при перекрестном направлении потоков на одной тарелке, движущую силу сухой теплопередачи можно определять по формуле Позина [222, 232—235] [c.92]

Аналогия процессов тепло- и Массопередачи позволяет определять коэффициенты скорости одного из указанных процессов Ъа основе зависимостей для коэффициентов скорости другого процесса. Применение аналогии тепло- и массопередачи оказывается наиболее плодотворным при изучении элементарных актов тепло-и массоперёдачи в гетерогенных турбулентных потоках, так как в этом случае для математического описания их могут быть использованы надежные и широко проверенные на практике методы физической теории турбулентности. [c.98]

Для условий обтекания жидкой поверхности имеегся ограниченное количество исследований гидродинамической аналогии тепло- и массопередачи. Заслуживает внимания уравнение Диль-мана [66] для массопередачи в сплошной фазе при движении пузыря в турбулентном потоке жидкости [c.103]

Отметим также работу [67], в которой была рассмотрена гидродинамическая аналогия тепло- н массопередачи в двухфазном потоке газ —жидкость по уравнению (3.69) с функциями Фн и Фо по рис. 3.4. Опытная проверка приведенных зависимостей выполнялась путем обработки. экспериментальных данных по абсорбции аммиака и двуокиси углерода одой из воздуха в горизонтальной трубе диаметром 25,4 мм. В критерии Sino для газовой фазы принималась относительная скорость движения смеси SIdg = = kal wG — WL). Значения скоростей потоков газа и жидкости рассчитывались с учетом задержки фаз. Коэффициенты трения f и задержка фаз определялись по соответствующим уравнениям гидродинамики двухфазных потоков в трубах [68]. Последующий анализ выполненного исследования показал, что гидродинамическая аналогия для двухфазных течений в трубах оказывается наиболее корректной лишь при небольших значениях S [69]. [c.103]

Проведем аналогию с процессом теплопередачи. Величина коэффициента скорости процесса (общего коэффициента теплопередачи) зависит от условий перехода тепла от одной среды к разделяющей стопке и от стенки к другой среде. Эти условия характеризуются днумя коэффициентами теплоотдачи, величина которых в свою очередь определяется по опытным данным, обработанным в виде критериальных зависимостей. Точно так же и величина коэффициента массопередачи должна зависеть от условий перехода вещества из ядра одного потока к поверхности раздела фаз и от этой поверхности в ядро другого потока. Эти условия принято отражать в двух коэффициентах массоотдачи. [c.32]

Возможны два случая. Если поверхностное сопротивление настолько велико, что практически полностью определяет скорость экстракции, на графиках зависимости скорости экстракции от скорости вращения обычно наблюдается плато [19]. Для доказательства, что данное плато пе связано с конструктивными особенностями самой ячейки, можно воспользоваться приемом, предложенным Шуманом и Штробелем [86]. Они реколхендуют наблюдать одновременно за тепло- и массопередачей. При наличии ПС аналогия между тепло- и массопередачей не должна соблюдаться. [c.393]

Решение уравнения (5.4.2.1) с фаничными условиями (5.4.2.2) было впервые получено применительно к задаче теплообмена жидкости со стенкой трубы при ламинарном течении [7]. Использование полученного решения для определения скорости массообмена в газе в данном случае вполне правомерно. Аналогия между процессами массопередачи и теплопередачи базируется на сходстве уравнений переноса массы растворенного компонента с (5.2.2.1) и тепла рСр7 (см. подраздел 4.1.2). Единственное, что их отличает, — это коэффициенты, которые входят в эти уравнения коэффициент диффузии О и коэффициент температуропроводности [c.293]

Изучение гидродинамики потоков, а также тепло- и массопередачи показывает, что подобны не только процессы тепло- й массо-пёр бдачи, но и процесс передачи импульса количества движения иливпутрепнего трепня в потоке. Подобие указанных процессов назыМется гидродинамической, или тройной, аналогией. Гидродинамическая аналогия процессов тепло- и массопередачи позволяет определять коэффициенты тепло- и массопередачи на основе коэффициентов трения. [c.100]

Расчетные уравнения, полученные на основе гидродинамической аналогии, в большинстве случаев приводятся к известным критериальным уравнениям тепло- и массопередачи при замене в них коэффициента сопротивления соответствующей зависимостью его от критерия Ке. Например, подставив в уравнение (3.71) выражение для ко.эффцциента сопротивления в трубах [c.104]

Гндродинамическая теория теплообмена установила связь между интенсивностью теплообмена и гидродинамическим сопротивлением [27, 43]. Дальнейшее развитие этой идеи, получившей название рейнольдсовой аналогии, привело к формулировке тройной аналогии [43]. Разнородные явления переноса в движущейся среде имеют идентичный механизм. Поэтому гидродинамическое сопротивление и коэффициенты теплообмена и массообмена могут быть связаны соответствующими уравнениями. Установление таких соотношений в высшей степени заманчиво, так как наиболее легко определяется экспериментально гидродинамическое сопротивление. Определение же через него коэффициентов тепло-и массопередачи открывает большие практические возможности. Вместе с тем, несомненно, перенос вихрей (глобул) [c.15]

Пылеуловители можно характеризовать эффективностью улавливания 11, которая представляет собой массовую долю уловленной пыли, т. е. отношение массы уловленной пыли к общему количеству пыли, поступившей в аппарат. В некоторых случаях, например при фильтровании радиоактивных аэрозолей, наибольший интерес представляет фракция, ушедшая из пылеуловителя. Так как эта фракция обычно находится в степенной зависимости от свойств фильтра, то иногда удобно выражать эффективность в значениях lg[ /(l —п)1. что численно равно логарифму отношения концентраций входящей и выходящей пыли. Это число называется фактором деконтаминации , (обезвреживания) и обозначается ОР (согласно Блайзеаитцу и Джадсону, использовавшим десятичные логарифмы) или числом единиц переноса и обозначается N1 (согласно Райту, Стесни и Лепплю , применявшим натуральные логарифмы и проводившим аналогию с подобными значениями в тепло- и массопередаче). Очевидно, наиболее [c.298]

Наличие соЬпадающих профилей скоростей и концентраций (а для тепловых процессов и температур) и послужило основой для развития методов расчета тепло- и массопередачи по коэффициентам трения в однофазном газовом потоке, ограниченном твердыми стенками. Так, например, Колборн, воспользовавшись той аналогией и введя безразмерный /-фактор, установил зависимость [c.178]

По аналогии с процессами переноса тепла для процессов массопередачи принимают количество перенесенного вещества пропорционально поверхности раздела фаз и движущей силе. Последняя характеризуется степенью отклокекия от динамического равновесия. В пределах одной фазы вещества перемещаются от точки большей к точке меньщей концентрации. Подобно тому как в процессах теплопереноса движущая сила выражается разностью температур, в процессах массопередачи она выражается разностью концентраций. [c.48]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология