Примеры диффузионных пограничных слоев

ПРИМЕРЫ ДИФФУЗИОННЫХ ПОГРАНИЧНЫХ СЛОЕВ 317 [c.317]

Эти обобщения составляют содержание данной главы. Они основаны на использовании более общих предположений о,форме частиц и характере их обтекания, а также включают учет диффузионного влияния соседних частиц на массообмен отдельной частицы. Рассмотрено общее уравнение диффузионного пограничного слоя при трехмерном обтекании реагирующей частицы произвольной формы, которое далее используется в конкретных примерах Г Результаты включают, в частности, решение задачи о диффузии вещества к поверхности эллипсоидальной частицы и кругового тонкого диска при осесимметричном обтекании и к эллиптическому цилиндру и пластине при поперечном обтекании. Проведен расчет интенсивности массообмена сферической частицы и капли с трехмерным деформационным и простым сдвиговым потоком. Как и в других разделах, основным итогом являются приближенные формулы, позволяющие эффективно вычислять локальный и полный диффузионные потоки реагирующего вещества к поверхностям частиц, которые существенным образом зависят от формы частицы и поля течения вблизи ее поверхности, а также от взаимного расположения частиц в системе. [c.125]

Примеры диффузионных пограничных слоев [c.316]

При больших значениях числа Пекле уравнение (2.1) представляет собой типичный пример уравнения с малым параметром при старшей производной, решение которого не может быть найдено в форме регулярного разложения. Построение решения в этом случае основывается на проведении растяжений независимых переменных и выделении в потоке нескольких областей с различным асимптотическим поведением решения, одной из которых является тонкий диффузионный пограничный слой у поверхности частицы. Распределение концентрации во всей исследуемой области находится в виде совокупности асимптотических рядов-решений, определяющих решение в каждой из областей и удовлетворяющих условию сращивания на границах. [c.19]

Понятие диффузионного пограничного слоя поясним на примере обтекания воздухом влажной пластины (рис. 14.6). Концентрация паров воды на поверхности пластины равна с,,,, а в потоке воздуха — с,оо- В пределах тонкого слоя толщиной 5д величина С] изменяется от до С с,оо (обычно принимают Су = 0,99с, оо). Толщина и представляет собой толщину диффузионного пограничного слоя для первого компонента (паров Н2О). [c.386]

При обтекании капель (пузырей) вязкой жидкостью и частиц идеальной жидкостью то = 1. При ламинарном вязком обтекании гладких твердых частиц параметр то обычно равен двум существует также несколько примеров обтекания, когда то = 3 [60]. Сказанное означает, что тангенциальная компонента скорости (4.6.19) в диффузионном пограничном слое у поверхности капли в главном приближении имеет постоянное значение, равное скорости жидкости на межфазной поверхности, в то время как в диффузионном пограничном слое у поверхности твердой частицы тангенциальная скорость в главном приближении зависит линейно (а иногда квадратично) от расстояния до поверхности, обращаясь в нуль на поверхности частицы. [c.161]

Рассмотрим конкретный пример. По данным для стекающей пленки (см. табл. 1.1) при Кеж = 2400 т = 0,56 с, тогда а = 37 и второе слагаемое в подкоренном выражении уравнения (2.79) заметно больше 1. Это свидетельствует о необходимости учета влияния турбулентных пульсаций на скорость массопередачи. При толщине пограничного слоя бж = 0,027 мм коэффициент турбулентной диффузии О- , рассчитанный по уравнению (2.77), в точке у = бж более чем на порядок выше Оа. Однако для быстрых реакций толщина диффузионного подслоя значительно меньше (как правило на порядок и более), и влияние турбулентного характера течения на массопередачу проявляется слабее. Действительно, при больших г из уравнения (2.78) следует известное выражение р ж = У п л. [c.47]

Влияние таких конвекционных потоков обычно сводится к разрушению протяженных полей диффузии в маточной среде. Их сменяют диффузионные поля, сосредоточенные в относительно узком пограничном слое толщиной б, так что пересыщенный объем оказывается теперь совсем близко к поверхности раздела. Диффузия идет через этот пограничный слой, поэтому концентрационный и температурный градиенты около поверхности кристалла имеют более высокие значения, чем в отсутствие гидродинамического течения. Возрастают и скорости роста, если только рост лимитируется не одними кинетическими явлениями на фронте. Другим примером может служить сегрегация примеси на фронте кристаллизации, вызывающая ее накопление в расплаве перед фронтом. Образующаяся из такого загрязненного расплава часть кристалла имеет повышенное содержание примеси. Диффузия примеси в расплав от фронта кристаллизации может привести к некоторому снижению ее концентрации в этой области, уменьшая тем самым количество примеси в кристалле. Однако гидродинамическое перемешивание расплава [c.510]

Иными словами, толщины гидродинамического (б) и диффузионного (б ) пограничных слоев различны. Для того чтобы связать настоящую задачу с обсуждавшейся в примере 11-7, введем еще величину Д = бс/б, которая здесь является функцией х из-за протекания химической реакции. Ограничимся слу- [c.536]

Показать количественно, что метод пограничного слоя, использованный при рассмотрении примера 18-4, действительно позволяет предсказать эффект диффузионного разделения. [c.549]

Вопрос об интенсификации тепломассообмена в распылительных сушилках может рассматриваться с учетом возможностей уменьшить толщины теплового и диффузионного ламинарных пограничных слоев, что, например, достижимо путем увеличения относительной скорости капель в потоке за счет создания условий неустановившегося их движения. Примером такого решения вопроса являются струйно-распылительные сушилки. [c.112]

Определение области явления. Пограничный слой в грубом приближении можно охарактеризовать как область в движущейся жидкости, где преобладает одно преимущественное направление движения. Касательные напряжения, тепловые и диффузионные потоки в этой области существенно изменяются лишь в направлении, перпендикулярном этому преимущественному направлению. Приведем несколько примеров, поясняющих такое определение. [c.7]

Рассмотрим закономерности переноса реагирующих ионов в непосредственной близости от рабочего электрода на примере анодного растворения металлов. Вследствие перехода в раствор катионов металла при достаточно большом положительном сдвиге потенциала концентрация ионов в приэлектродном слое превышает концентрацию в массе раствора, которая вследствие интенсивного перемешивания поддерживается постоянной. Возникающий градиент концентраций приводит к диффузионному току катионов через образующийся пограничный дис узионный слой, причем изменение концентрации по его толщине близко к линейному миграционный механизм переноса ионов в данном случае играет незначительную роль. Росту скорости диффузии благоприятствует увеличение скорости протока электролита, поскольку при этом уменьшается толщина диффузионного слоя 20 [c.20]

Интерферограммы диффузионного пограничного слоя (часть из них в качестве примера показана на рис. 4.12—4.14) позволяют найти распределение концентраций и числа массообмена. На рис. 4.12 показана интерферограмма невозмушенного потока с плоским профилем концентрации, представляюшая систему параллельных полос, ориентированных вертикально или на- [c.141]

Пример численного расчета массообмена частицы с потоком Б приближении диффузионного пограничного слоя при конечных числах Рейнольдса можно найти в работе [19]. В этой работе в качестве данных о поле скоростей в окрестности сферы при С 20 использовались результаты численного интегрирования задачи об обтекании сферы ламицарньтм потоком [145]. На основе обработки численных данных о притоке вещества к поверхности сферы в [19] была предложена простая аппроксимационная формула для расчета среднего числа Шервуда [c.93]

Соотношение (5.22) называется уравнением массоотдачи-, оно как бы заменяет собой попытки детального физико-математичес-кого анализа гидродинамических и диффузионных процессов вблизи границы раздела фаз. Примеры попыток анализа такого рода приведены ранее - это пленочная модель, модель обновления поверхности и анализ методом рассмотрения гидродинамического и диффузионного пограничных слоев. При использовании уравнения массоотдачи (5.22) вместо теоретического анализа ситуации вблизи поверхности раздела фаз фигурируют непосредственно опытные данные, получаемые из измерений коэффициентов массоотдачи р для конкретных условий массоотдачи. [c.357]

При обтекании жидкостью твердой поверхности образуется область, называемая диффузионным пограничным слоем, в которой происходит измопение концентрации примеси от ее значения у стенки до значения во внешнем потоке. В трехкомпонентной системе (растворитель и два растворенных вещества) существуют два диффузионных пограничных слоя для компонентов растворенных веществ [2, 3]. В работе [31 нами на примере ламинарного обтейания пластины показано, что коэффициент массоотдачи компонента в смеси зависит от концентрации и величин диффузионных коэффициентов молекулярной диффузии другого комнонента. [c.133]

В качестве примеров специально выбраны две задачи, которые не имеют аналогии с теплопередачей. В примере 18-4 рассмотрен неустановившийся процесс испарения жидкости в многокомпонентную смесь это приводит к анализу эффекта массодиффузии . В примере 18-5 показано, как толщина диффузионного пограничного слоя зависит от положения описываемой области и свойств жидкости в системе, где перенос массы сопровождается гомогенной реакцией. Б следующем разделе обсужден расчет профилей скорости, температуры и концентраций в потоке, движущемся ламинарно вдоль пластины, при высоких скоростях массопередачи на ее поверхности. [c.532]

Полученные граничные условия показывают, что коэффициенты каталитической активности поверхности к ю и в обгцем случае являются функциями не только температуры, давления и химического состава, но и диффузионных потоков компонентов. В [117] исследовался пример, когда такая зависимость сугцественно сказывается на теплообмене. Рассматривалось обтекание передней критической точки ионизованным азотом, в условиях, когда в пограничном слое сугцественно влияние процессов ионизации на переносные свойства, трение и теплообмен. В случае быстрых реакций адсорбции-десорбции атомов, а также быстрых реакций на поверхности с участием адсорбированных компонентов были получены граничные условия [c.87]

Применения преобразования Лапласа отнюдь не исчерпываются стандартной схемой операторного метода. С помощью более тонких математических приемов удается в ряде случаев получать, применяя то же преобразование, аналитические решения сложных нелинейных задач. Однако для таких задач нет уже общего метода решения его приходится находить заново в каждом конкретном случае. С одним из подобных примеров применения преобразования Лапласа мы встретимся в главе V, где будет показано, как с его помощью Шамбре и Акривосу удалось решить задачу диффузионной кинетики для ламинарного пограничного слоя. [c.139]