Стефанов поток

I с — стефанов поток стабилизированный режим см — парогазовая смесь ст — поверхность стенки т — турбулентный тр — трубное пространство теплообменника трение [c.6]

Для капель водных растворов при температуре последних 50 — 60° С и атмосферном давлении поправка на Стефанов поток составляет 3 — 4%. [c.113]

МАССО- И ТЕПЛООБМЕН ПРИ ИСПАРЕНИИ, КОНДЕНСАЦИИ И ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЯХ 15.1. Стефанов поток массы [c.397]

Обычно Стефанов поток массы наблюдается в газовых смесях, например, в процессах конденсации пара из паровоздушной смеси или его испарения в парогазовую среду. Компонентом смеси, для которой межфазная поверхность не проницаема, является воздух, который практически не растворяется в воде. [c.397]

Формула (15.6) называется формулой Стефана. Чтобы воспользоваться (15.5) для нахождения г,(у), предварительно по (15.6) надо рассчитать значение У]. Формулы (15.5) и (15.6) справедливы и для процесса конденсации парогазовой смеси. В этом случае г,оо > < О и стефанов поток направлен к межфазной границе. [c.399]

Уравнение (14-23) впервые было получено Стефаном. Это уравне- ше отличается от закона диффузии (14-4), относящегося к условиям беспрепятственного распространения обоих компонентов смеси, дополнительным множителем 1/гаг,с. Этот множитель учитывает конвективный (Стефанов) поток, вызванный непроницаемостью поверхности испарения для газа. Как следует из изложенного, стефанов конвективный поток появляется н при -отсутствии вынужденной или свободной тепловой конвекции. [c.337]

Соотношения для диффузионных потоков усложняются, если в системе протекают физические или химические процессы с изменением объема в газовой фазе. Появляется дополнительный молярный поток — стефановский поток (впервые введенный Стефаном при рассмотрении диффузионного испарения жидкости в газовую среду). [c.74]

Уже говорилось, что потоки инертных компонент (с учетом стефановского потока) должны быть равны нулю, а соотношение для потоков компонент, участвуюш,их в реакции, должно удовлетворять стехиометрии реакции. Из этих условий могут быть найдены величины и направление скорости стефановского потока. Перенос со стефанов-ским потоком всех компонент направлен в одну сторону и для /-компоненты равен w pJ RT). Производя выкладки, нужно учитывать взаимосвязь между парциальными давлениями компонент. Для идеального газа сумма парциальных давлений компонент равна общему давлению. В примерах 4 и 5 выводятся конкретные соотношения для диффузионных потоков с учетом стефановского потока при испарении или конденсации и при гетерогенных реакциях на поверхности углерода. [c.75]

Рис. 1.7. Изменение парциальных давлений целевого компонента р н воздуха рв вблизи поглощающей поверхности, приводящее к появлению стефанов-ского потока. О и диффузионные потоки целевого компонента и воздуха.

Учитывать влияние расхода метана необходимо при измерении зависимости скорости реакции от давления. Кроме того, условия кнудсеновского течения выполняются лишь в слое алмазного затравочного порошка, но не выполняются ни в самом цилиндриче- ском кварцевом реакторе (в котором ведется эпитаксиальный син- i тез), ни в кварцевой чашке (на дно которой насыпан затравочный i алмазный порошок). Поэтому следует учитывать влияние стефанов- ского потока продуктов реакции (водорода). [c.66]

Для бинарной смеси, т. е. смеси, состоящей только из двух компонентов, все изложенные результаты могут быть получены изящным методом, который был предложен Максвеллом и широко применялся Стефаном [1]. В этом методе рассматривается только разность направленных скоростей обоих компонентов смеси скорость стефановского потока в явном виде не вводится. [c.150]

Необходимо заметить, что медленнее движущиеся молекулы нижнего слоя также проникают в верхний слой, и при столкновениях с молекулами верхнего слоя происходит увеличение количе-ства движения медленно движущихся молекул и торможение более быстрых молекул верхнего слоя. В результате часть энергии упорядоченного потока в направлении оси X превращается в тепловую энергию хаотического движения молекул. Математическое обобщение явления предложил Стефан [6]. [c.223]

Более простой метод получения низких концентраций был впервые предложен Стефаном [3] для определения коэффициентов диффузии газов. Небольшое количество жидкости, содержащееся в капиллярной трубке, медленно испаряется в движущийся поток газа, проходящий мимо открытого конца капилляра. Зная размеры капилляра и скорость, с которой понижается уровень жидкости, можно вычислить концентрацию пара в газовом потоке. [c.66]

В общем случае скорость стефановского потока не является постоянной по поверхности капли. Если процесс испарения лимитируется скоростью диффузии пара, то интенсивность массового вдува пропорциональна локальному критерию Шервуда — см. уравнение (2.135). Это означает, что в лобовОй части сферы стефанов-ская скорость может быть существенно выше, чем- в кормовой области. Последнее обстоятельство может отразиться на картине обтекания и тепло- и массообмена. Коэффициенты сопротивления, тепло- и массообмена в присутствии стефановского потока зависят не только от Ке, Рг, 5с, но и от комплекса о, определяемого из уравнения (2.144). [c.102]

Впервые это еще в 1873 г. было замечено Стефаном [Л. 49], который на основании своих исследований предложил поправку на молярный перенос к величине потока концентрационной диффузии. Впервые количественные соотношения и закономерности изменений отдельных составляющих потока тепла и потока массы были экспериментально установлены А. В. Нестеренко [Л. 55]. Наибольшей составляющей потока массы является доля потока, вызванная концентрационной диффузией, относительная величина которой (выраженная в процентах по отношению к общему потоку массы) уменьшается с увеличением = При изменении 4р от 50 [c.118]

Пар диффундирует в газовый поток с поверхности жидкости через длинный капилляр, заполненный испытуемым веществом (рис. 3, а). Этот метод был впервые предложен Стефаном [56] для определения коэффициентов диффузии газов. Жидкость из капилляра 2 медленно испаряется в движущийся поток газа /, проходящий мимо открытого конца капилляра через смесительную камеру 4. Зная размеры капилляра и скорость понижения уровня жидкости, можно вычислить концентрацию пара [c.12]

Перемещение влаги внутри материала к поверхности тела происходит как в жидкой, так и в паровой фазе, причем доля парового потока с уменьшением влажности материала возрастает. Движение жидкости осуществляется за счет действия расклинивающего давления, капиллярных, осмотических, гравитационных, термокапиллярных и других сил. Движение пара обусловлено мольным переносом (поток Пуазейля) взаимной диффузией молекул пара и воздуха стесненной (кнудсеновской) диффузией в порах, размер которых соизмерим со средней длиной свободного пробега молекул термодиффузией пара бародиффузией (молекулярным переносом компонента с большей массой в область повышенного давления) конвективным потоком паро-газовой смеси (стефанов-ским потоком) тепловым скольжением и циркуляцией паро-газовой смеси в порах. Доля каждого из этих потоков зависит от размера и конфигурации пор, характера соединений их между собой, состояния поверхности скелета твердого тела (определяющего, в частности, степень смачиваемости стенок пор жидкостью), температуры, давления и физических свойств среды, заполняющей поры. [c.27]

С появлением высокочувствительных детекторов возникла необходимость разработки дозирующих устройств, обеспечивающих в течение длительного времени стабильные потоки различных веществ с низкой концентрацией. Наиболее простой и точный способ получения низких концентраций был предложен Стефани. Метод заключается в том, что некоторая часть капилляра заполняется испаряющейся жидкостью. Образующийся пар диффундирует через неподвижный газ, заполняющий остальную часть капилляра, в газ-носитель, протекающий у открытого конца капилляра. Зная размеры капилляра и скорость, с которой понижается уровень испаряющейся жидкости, можно вычислить скорость диффузии пара (Д) в газ-носитель или концентрацию. [c.62]

Если гетерогенная реакция сопровождается изменением объема, то она приводит к общему течению реагирующей смеси в направлении, нормальном к поверхности, на которой происходит реакция. Возникающий от этого конвективный поток складывается согласно закону (I, 11а) с диффузионным потоком и изменяет скорость диффузии. Его значение было впервые подчеркнуто Стефаном [1], почему мы и называем его стефановским потоком. Особенно существенным оказывается стефановский поток для процессов испарения и конденсации паров, в теории которых он имеет первостепенное значение. Для химических реакций влияние стефановского потока оказывается обычно второстепенной поправкой. [c.142]

Предположение о пассивности примеси оказывается вполне приемлемым, если интенсивность массопереноса не слишком велика В противном случае могут возникнуть нелинейные эффекты, существенно усложняющие задачу [170] Как правило, эти эффекты проявляются вблизи полупроницаемых границ и связаны с возникновением нормального к границе макроскопического стефанов-ского потока, компенсирующего мощный диффузионный массоперенос [171-174] [c.197]

На практике часто встречаются такие процессы испарения, в которых осуществляется подвод теплоты к границе раздела фаз, т.е. имеет место совместный процесс тепло- и массообмена. В частности, такие процессы происходят в градирнях ТЭС и АЭС, при сушке изделий, испарении капель воды в заключительной стадии кипения в трубах парогенераторов и др. В последнем из указанных случаев испарение воды осуществляется в поток собственного пара, т.е. имеет место тепломассообмен в однокомпонентной среде. Если над межфазной поверхностью присутствует нейтральный газ (например, воздух), то такая поверхность является полупроницае--мой, и на интенсивность испарения влияет (часто незначительно) стефанов поток массы. [c.400]

При конденсации бинарной смеси концентрация газа С2<. у межфазной поверхности больше, чем вдали от нее (с2с > С2оо)- Поэтому газ диффундирует в сторону от поверхности конденсации, а стефанов поток массы смеси направлен к стенке. При конденсации скорость Стефанова потока больше, чем при испарении, что объясняется наличием больших градиентов концентрации (или парциального давления) в первом случае. Таким образом, влияние поперечного потока вещества на характеристики тепломассопереноса при конденсации может быть более существенным, чем при испарении. [c.402]

При полупроницаемой поверхности в условиях стационарного процесса стефанов поток компенсирует встречный молекулярный тюток газа и реально возникает лишь поперечный поток пара. В этом случае на границе раздела фаз [c.338]

Поверхность пленки конденсата проницаема только для активного компонента смеси (пара) и непроницаема для инертного газа. Вследствие этого у поверхности пленки образуется слой инертного газа, поступающего к ней вместе с потоком конденсирующегося пара. Накапливающийся у поверхности конденсации инертный газ непрерывно диффундирует от этой поверхности в ядро парогазового потока. При постоянном общем давлении смеси в стационарном режиме вследствие этого возникает конвективный поток парогазовой смеси в направлении из ядра течения к поверхности конденсации. На существование этого конвективного потока указал Стефан еще в 1874 г., поэтому он известен под названием Стефанова потока. [c.150]

На основе эксггериментальпых и теоретичес1и1х исследований Стефан в 1879 г. и Больцман в 1884 г. пришли к выводу, что поверхностная плотность потока интегрального излучения абсолютно черного тела, Вт/м , пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры [c.192]

При кипении на изотермической поверхности максимальная плотность теплового потока ограничена первым кризисом Превышение критической плотности теплового потока приводит к смене режима кипения, сопровождается резким ростом температуры стенки, часто ее пережогом. Резкая смена режимов кипения и пережог стенки могут наблюдаться и при кипении на неизотермической поверхности. В связи со сказанным постановка задачи об исследовании устойчивости процесса кипения является вполне оправданной. Однако прежде чем привлекать к ее решению математический аппарат, необходимо дать четкую физическую постановку задачи. Здесь возможны различные подходы. Один из них (разработанный в трудах С. С. Кутателадзе, В. М. Боришанского и Н. Зубера) основывается на гидродинамической природе кризиса кипения, когда неустойчивость проявляется в скачкообразной смене пузырьковой или пленочной структуры двухфазного пограничного слоя. Авторы проанализировали механизм смены режимов кипения и построили гидродинамическую теорию, позволяюш ую определить максимальную плотность теплового потока на поверхности нагрева при пузырьковом кипении и минимальную — при пленочном. Второй подход основан па том, что режим кипения определяется температурой поверхности нагрева. Этот подход был использован рядом авторов (Эдьютори, Нишикава, Стефан, Ван Оверкерк и др.) при анализе устойчивости простейшего случая — теплообмена при кипении на изотермической поверхности. Б случае неизо-термической поверхности на ней одновременно может сущест- [c.30]

Диффузия при сушке. При сущке движение влаги в капиллярно-пористом материале происходит как в виде жидкости, так и в виде пара. Миграция жидкости может осуществляться за счет массопереноса под действием разности капиллярных потенциалов, пленочного течения, обусловленного градиентом расклинивающего давления пленки, поверхностной диффузии в микропо-рах г < 10 м) и переходных порах (г = 10" + 10" м), термокапиллярного течения жидкости во всем объеме поры, термокапиллярного пленочного движения вдоль стенок пор, фильтрационного переноса жидкости под действием градиента общего давления в материале и т. д. Движение пара происходит за счет молекулярной диффузии пара, кнудсеновской диффузии, стефанов-ского потока, термодиффузии пара, теплового скольжения в микро- и макропорах г > 10 м), циркуляции парогазовой смеси в порах, конвективно-фильтрационного переноса под действием градиента общего давления, бародиффузии (молекулярного переноса компонента с большей массой в область повышенного давления) и т. д. [5]. При большом влагосодержании материала преобладает капиллярный поток, с уменьшением влагосодержания материала возрастает вклад парового и пленочного потоков, а также поверхностной диффузии. [c.534]

Если бы мы применили указанный выше способ рассмотрения процессов самодиффузии и диффузии самой примеси к взаимной диффузии двух различных газов, паходяш,ихся в соизмеримых количествах, то при постоянном давлении смеси получили бы различные потоки диффузии и соответственно коэффициенты диффузии для каждого из газов. Такая ситуация привела бы к нарушению постоянства давления в смеси [1, 2], что противоречит опыту. Правильная теория должна давать одно и то же значение коэффициента взаимной диффузии для обоих диффундирующих газов. Однако коэффициент взаимной диффузии может зависеть от состава газовой смеси, т. е. зависеть от координаты. При элементарном рассмотрении взаимной диффузии Майер (1877) [3] предположил, что постоянство давления поддерживается течением газа как целого. Учет этого течения приводит к тому, что коэффициенты диффузии обоих газов одинаковы, но зависят от состава смеси, и поэтому изменяются от места к месту. Стефан (1872) [4] вывел формулу для коэффициента взаимной диффузии, предполагая, что оба диффундирующих газа движутся навстречу друг другу и действуют друг на друга с силой, пропорциональной произведению плотностей и относительной скорости. При этом оказалось, что коэффициент взаимной диффузии не зависит от отношения, в котором смешаны газы. Однако Стефан предполагал, что у диффундирующих газов — равновесное распределение скоростей это вносит некоторую погрешность. [c.38]

На молекулярной диффузии паров с поверхности жидкости в газовый поток через длинный тонкий капилляр основаны диффузионные натекатели с цилиндрическими трубками. Впервые метод предложен в 1957 г. Мак-Кельви и Хёльшером, а затем разработан Стефаном и оказался весьма заманчивым, так как позволял получать в динамическом режиме концентрации йаров до 1 10 % в течение нескольких часов работы устройства. Диффузия через натекатель с цилиндрической трубкой определяется по законам молекулярной дис узии Фика [97]. [c.104]

Если для некоторой части компонентов смеси межфазная поверхность является непроницаемой (например, какие-либо компоненты не конденсируются или не адсорбируются поверхностью), то это приводит к возникновению общего течения смеси в направлении, перпендикулярном к поверхности. Возникновение конвективного потока смеси в процессах массообмена, протекающих вблизи полупроницаемой поверхности (для одних компонентов проницаема, для других — не проницаема), впервые (1882 г.) было отмечено австрийским физиком Й. Стефаном, в связи с чем этот поток смеси называется стефановъш потоком. [c.397]

Закон Стефана -Больцмана устанавливает зависимость плотности потока интегрального полусферического излучения от температуры. Эта зависимость задолго до появления квантовой теории Иланка впервые экспериментально (путем измерений собственного излучения модели черного тела) была установлена Стефаном (1879 г.). Позднее (1884 г.) она теоретически (исходя из законов термодинамики) была получена Больцманом. Поэтому закон получил объединенное название закона Стефана — Больцмана. Закон Стефана — Больцмана может быть получен и при использовании закона Планка. Закон Стефана — Больцмана для поверхностной нлотности потока интегрального излучения о, Вт/м можно выразить следующим образом [c.372]