Турбулентная диффузия и турбулентность

Коэффициент турбулентной диффузии можно определить формулой [c.191]

Рис. У-24. Поля коэффициентов продольной турбулентной диффузии (а) и поперечной диффузии (6) в барботажном слое (о=л/й — безразмерный радиус) [1931

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]

Существование в вязком подслое турбулентных пуЛ1>саи.ий и их постепенное затухание с приближением к межфазной границе имеют принципиальное эваче-, ние для проблемы массопередачн, особенно в тех случаях, когда процесс массо-пгредачи лимитируется переносом в жидкой фазе. Действительно, поскольку а жидкостях коэффициент молекулярной диффузии обычно значительно меньше коэффициента кинематической вязкости, турбулентные пульсации, несмотря на свое достаточно быстрое затухание в вязком подслое, дают заметный вклад в массовый поток вещества к границе раздела фаз. Влияние пульсаций на массоперенос становится пренебрежимо малым лишь в пределах так называемого диффузионного подслоя, толщина которого для жидкостей мала по сравнению. с толщиной вязкого подслоя. Скорость межфазного массообмена существенно зависит от характера изменения эффективного коэффициента турбулентной диффузии Pt вблизи межфазной границы. Если предположить, что функция Dt (у) достаточно хорошо описывается первым членом разложения в ряд Тейлора [c.177]

Особенности первоначальных теорий таковы. Кишиневский [16, 17] предполагает, что перенос вещества осуществляется, главным образом, массовым потоком (т. е. турбулентной диффузией) и считает коэффициент турбулентной диффузии Dt не зависящим от расстояния у до границы раздела фаз. Это равносильно допущению, что поверхность раздела фаз не гасит турбулентность. Между тем это не так. В случае твердой поверхности раздела гашение хорошо -изучено и известна зависимость Dt(y). Для границ жидкость — жидкость и жидкость — газ поверхностное натяжейие, как правило, также обеспечивае.т доста- точную прочность поверхности. Поэтому и для этих систем предположение о независимости коэффициента турбулентной диффузии от расстояния, безусловно, неправильно. Коэффициент же массопередачн оказывается чувствительным к закону изменения Dt(y) [см. ниже уравнение (16.8)]. [c.173]

В уравнениях (3.65) — (3.67) т — касательное напряжение сдвига, Па От, ба, — коэффициенты турбулентной диффузии, турбулентной теплопередачи и турбулентной вязкости соответственно, м/с. [c.100]

Подобно тому, как коэффициент молекулярной диффузии D характеризует скорость молекулярного переноса вещества, так же и коэффициент Aj. характеризует скорость молярных перемещений это как бы увеличенный турбулентностью коэффициент диффузии. Вместе с тем при наличии разности температур в различных слоях потока турбулентность приводит к ускорению процесса переноса тепла. По этой же причине (усиление молярного перемешивания) соответственно увеличивается и кинематическая вязкость в турбулентном потоке. Таким образом, коэффициент турбулентного обмена представляет собой одновременно коэффициент турбулентной диффузии, турбулентной температуропроводности и турбулентной кинематической вязкости. Вспоминая приводившиеся выше соотношения для физических констант молекулярных процессов перемещения, легко [c.72]

Гидродинамическая теория турбулентной диффузии, турбулентное горение [c.115]

Сложные процессы переноса в колонных аппаратах (циркуляционные токи, турбулентная диффузия и др.), приводящие к интенсификации массо- и теплообмена вдоль колонны, обусловливают продольное перемешивание. Продольное перемещивание уменьшает среднюю движущую силу процесса и может в некоторых случаях существенно понизить эффективность колонны. Поперечная неравномерность также приводит к уменьшению средней движущей силы процесса и снижению эффективности. [c.147]

С учетом формул (4.77) и (4.78) коэффициент турбулентной диффузии [c.192]

Фактором, ограничивающим процесс гравитационного осаждения частиц, является также турбулентный перенос (или турбулентная диффузия). Турбулентный перенос обычно вызван конвективными потоками, определяемыми либо разностью плотностей среды в объеме аппарата, либо последствиями ввода в аппарат и вывода из него рабочих потоков. [c.19]

Здесь 0зф = D Н — коэффициент турбулентной диффузии Яэф = = а Н — эффективный коэффициент температуропроводности эф = + if — эффективная кинематическая вязкость. [c.65]

Так, при турбулентном режиме течения жидкости (газа) перенос вещества в потоке начинает определяться беспорядочными турбулентными пульсациями ( вихрями ) и интенсивность перемешивания характеризуется некоторым коэффициентом турбулентной диффузии Отурб. Его значение не зависит непосредственно от физических свойств вещества потока [6, стр. 149] и является функцией его средней скорости й и характерного линейного размера L, т. е. [c.87]

В главе 1 было показано, что гомогенизация при перемешивании происходит прежде всего вследствие турбулентной диффузии. Турбулентность имеет первостепенное значение также в случае передачи массы между фазами. Наибольшей турбулентность будет в центре потока по направлению к стенкам или границе раздела фаз она убывает. Непосредственно у стенок турбулентность будет нулевой. [c.182]

Очевидно, что плотность источника или стока, т. е, количество выделяемого или поглощаемого вещества в единице объема за единицу времени, определяется характером обмена, который может происходить в объеме и на поверхности за счет как молекулярной, так и турбулентной диффузии. [c.76]

Из уравнения (У.7) следует, что для секционированной колонны эффект продольного перемешивания обусловлен наличием конечного числа ячеек полного перемешивания и турбулентным перемешиванием между соседними ячейками. Величина Епл представляет собой не истинный коэффициент продольной турбулентной диффузии, а фиктивный, отнесенный ко всему поперечному сечению колонны. Этот коэффициент связан с коэффициентом продольной турбулентной диффузии п.т в сечении отверстия секционирующего кольца диаметром Дз соотношением [c.152]

Кишиневский [228, 229], полагая, что массоперенос в пленке осуществляется путем турбулентной диффузии и что коэффициент диффузии в пленке постоянен, получил для коэффициента массоотдачи зависимость к = 2 у/(где 0-,. - коэффициент турбулентной диффузии), аналогичную формуле Хигби. Время контакта фаз Кишиневский предлагал определять для одиночных пузырьков как время прохождения пузырьком расстояния, равного его радиусу, а в распылительных колоннах — величиной времени между столкновениями капель друг с другом и о стенку. [c.174]

В колонных массообменных аппаратах с интенсивным механическим перемешиванием эффект продольного перемешивания преимущественно обусловливается турбулентной диффузией. Это связано с быстрым уменьшением роли поперечной неравномерности при увеличении коэффициента поперечного перемешивания поп [c.61]

Еш е два фактора заслуживают того, чтобы быть здесь отмеченными, потому что они приводят к заметному расхождению между теорией и экспериментом. Во-первых, в зоне пламени, где температура выше, а плотность меньше, действуют выталкиваюш ие силы, которые деформируют пламя. Следовательно, предположение (1) 4 главы 1 оказывается не вполне справедливым. Во-вторых, течение в горелках рассматриваемого типа почти всегда характеризуется сильной крупномасштабной турбулентностью. Турбулентность вызывает расширение и быстрые флуктуации пламени, и таким образом приводит к качественному расхождению с развиваемой ламинарной теорией. Однако поскольку скорость турбулентного горения предварительно перемешанных газов обычно регулируется интенсивностью турбулентного перемешивания, полученные результаты можно с разумной точностью применить к средним характеристикам турбулентных систем, если заменить коэффициенты диффузии в ламинарном потоке коэффициентами турбулентной диффузии. Турбулентные пламена в потоках с предварительным перемешиванием подробно рассматриваются в главе 7. [c.72]

En.t— коэффициент продольной турбулентной диффузии, м /с или см /с [c.10]

Результаты ряда работ [2, 43, 44] свидетельствуют об отклонении (в сторону завышения) экспериментальных значений коэффициентов продольного перемешивания и рециркуляции для колонн малых диаметров (Dk IOO мм) от значений, соответствующих эмпирическим уравнениям, полученным для колонн больших диаметров. Можно предположить, что в колоннах больших диаметров (Z)k>100 мм) циркуляция жидкости между секциями в основном вызывается перемещением турбулентных вихрей из секции в секцию вследствие турбулентной диффузии. В колоннах же малых диаметров из-за маленькой ширины сек- [c.166]

Еэф = ( п)и=о—эффективный коэффициент продольной турбулентной диффузии, mV или см с [c.10]

Теоретический анализ, проведенный в работе [ 175], показал, что рассеяние импульсно введенного трассера за счет турбулентной диффузии и механизма действия последовательных ячеек полного перемешивания идентично. Сравнение результирующих функций распределения привело к выводу, что при больших числах Re число Ре—>-2. Показано, что число Ре зависит от способа укладки насадки, характеризуемого величиной у [c.191]

При отсутствии транзитного потока (ы = 0) уравнение (V.1) переходит в выражение коэффициента продольной турбулентной диффузии [c.151]

В работах [192—194] на системе воздух — вода исследовали продольное перемешивание в барботажной колонне диаметром 300 мм и высотой 5,5 м. Для распределения воздуха использовали перфорированную тарелку с долей свободного сечения 1,5% и диаметром отверстий 2,5 мм. Плотность орошения во всех опытах была постоянной =278 см/с. Скорость воздуха хюг, отнесенная к полному сечению колонны, составляла 0,02 0,06 0,10 м/с. Поля коэффициентов продольной и поперечной турбулентной диффузии определяли с помощью системы трубок, теремеща.вшихся в. радиальном направлении. В центральную трубку стационарно подавали трассер (раствор метиленового голубого красителя), через остальные отбирали пробы жидкости. В работе [193] было измерено поле концентрации газа. [c.196]

Однопараметрическая дафф/эионная модель представляет собой модель идеального вытеснения, осложненная обратным перемешиванием, следующим формальному закону диффузии. Дополнительным параметром, характеризующим эту модель, служит коэффициент турбулентной диффузии или коэффициент продольного перемешивания 0 . [c.29]

В газовой фазе поперечная турбулентная диффузия оказалась значительно меньше, чем продольная, особенно при низких скоростях газа [203]. [c.198]

Перемешивание в газовой фазе. Было установлено, что для слоя высотой 1—2 м и диаметром от 25 до 75 мм обратное перемешивание в газовой фазе является слабым . Данные Стемердин-га показывают, что интенсивность перемешивания в газе быстро возрастает с увеличением диаметра. Так, коэффициент турбулентной диффузии газа, который является показателем скорости перемешивания, в трубах диаметром 152 мм в 10 раз больше, чем в трубах диаметром 76 мм, и в 20 раз больше, чем в трубах диаметром 25 мм. Имеются сообщения о степени перемешивания в больших промышленных регенераторах установок каталити- [c.294]

Характеристики турбулентности (в том числе коэффициент турбулентной диффузии) слабо зависят от вязкости и плотности потоков [142—144]. В отношении пульсационной экстракционной колонны отмечено [143], что точность измерений коэффициента турбулентной диффузии недостаточна для установления зависимости его от числа Рейнольдса. Прямое измерение влияния физических свойств потоков на коэффициент продольной турбулентной диффузии выполнено [144] для колонного экстрактора с мешалкой. [c.153]

Если трассер вводится в начальное сечение колонны (гт=0), а кривая отклика фиксируется в концевом сечении (z=L), возможно иное решение уравнения (III.71) с получением более простой расчетной зависимости [26]. При этом воспользуемся уравнением (III.71), введя в него вместо п эффективный ксвффици-ент продольной турбулентной диффузии эф=( Бп)и=о и учтя импульсный ввод трассера в виде б-функции Дирака б(т). Получим [c.63]

Предложены и проанализированы [71, 72] двухмерные диффузионные модели, учитывающие наряду с продольной турбулентной диффузией наличие поперечного перемешивания и градиента скорости в ллоокости, перпендикулярной направлению потока. [c.31]

Диффузионная модель. Нестационарный перенос вещества в потоке описывается уравнением (11.12). Для однонаправленного процесса переноса, осуществляемого за счет турбулентной диффузии и осевого перемешивания (что оценивается введением коэффициента продольного перемешивания Е ), уравнение (11.12) имеет вид [c.47]

На рис. У-24 показаны полученные [193] поля коэффициентов продольной турбулентной диффузии (а) и поперечной диффузии жидкости (б) в барботажном слое. Видно, что поля п.т и Епоп подобны они имеют максимальное значение при безразмерном радиусе p = r/i лi0,6 и минимальное — у стенок аппарата. Это показывает, что интенсивность вихревых движений жидкости максимальна на границе между восходящими и нисходящими потоками, хотя средняя ее скорость здесь равна нулю. Заметим, что для [c.196]

Нестационарное распространение трассера в непроточной колонне можно формально описать на основе дифференциального уравнения конвективной диффузии (11.12). Применив это уравнение для условий одномерной диффузии при отсутствии протока через аппарат (и = 0) и заменив коэффициент молекулярной диффузии D коэффициентом продольного перемешивания Еп, который для рассматриваемых условий мало отличается от коэффикиента продольной турбулентной диффузии Eat., имеем [c.62]

Распылительные колонны характеризуются интенсивным продольным перемешиванием [204—224]. Общее ntj)вмешивание вэттих колоннах является результатом не только диффузионного перемешивания, характеризующегося коэффициентом продольной турбулентной диффузии, но и крупномасштабного перемешивания [224 i Многие исследователи [204—211, 222] обнаружили резкое изменение профиля концентраций в месте ввода сплошной фазы в колонну— так называемый концевой эффект, который не зависит от направления массообмена. Установлено также, что в распылительных колоннах, особенно в колоннах больших диаметров, происходит интенсивное продольное перемешивание сплошной фазы, снижающее эффективность этих аппаратов. [c.201]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология