Конвективный перенос поперечный

Гомогенные реакции протекают в одной фазе — жидкой или газовой (соответственно реакторы жидкофазные и газофазные), и не сопровождаются фазовыми переходами. При их расчете основное внимание уделяется учету неравномерности распределения тепла и массы (поперечных и продольных градиентов), конвективного переноса (диффузии) и теплопроводности на селективность и производительность реактора [11]. [c.82]

Особенностью движения потока в каналах сложной формы поперечного сечения является наличие конвективного переноса поперек потока, вызванного движением крупномасштабных вихрей и вторичными течениями (рис. 1.81) . Это обстоятельство, а также переменная шероховатость стенок канала приводят к неравномерному распределению напряжения трения на границах потока. Поэтому наиболее точный расчет коэффициентов сопротивления трения может быть получен при переходе от характеристик потока, усредненных по сечению канала (средней скорости, числа Рейнольдса, средней относительной шероховатости, среднего касательного напряжения), к локальным характеристикам [c.83]

В турбулентном потоке перенос молекулярной диффузией преобладает только вблизи границы фазы. При турбулентном течении возникают нерегулярные пульсации скорости, под действием которых, наряду с общим движением потока, происходит перемещение частиц во всех направлениях, в том числе и в поперечном. Конвективный перенос вещества, осуществляемый под действием турбулентных пульсаций, часто называют турбулентной диффузией. Роль молекулярной диффузии в турбулентных потоках незначительна, и ею обычно можно пренебречь, за исключением области вблизи поверхности раздела фаз. [c.475]

Рассмотрим массоотдачу от стенок плоского канала в движущуюся в нем жидкость, считая движение гидродинамически стабилизированным. За начало координат примем точку, расположенную на входе в канал в средней плоскости. Направление х параллельно стенкам и совпадает с направлением движения жидкости, направление у перпендикулярно стенкам. В поперечном направлении 2 канал неограничен. Таким образом, движение можно считать одномерным вдоль оси х. Принимается, что источники переносимого вещества отсутствуют, концентрация на стенках Сст постоянна и диффузионным переносом вдоль оси х по сравнению с конвективным переносом можно пренебречь. При этих условиях [c.414]

Решение задачи вязкого обтекания справедливо в диапазоне О < Ке 0,5, при этом для капельных жидкостей числа Пекле еще могут значительно превышать единицу. Это означает, что при вязком обтекании поверхности, т. е. при отсутствии у поверхности гидродинамического пограничного слоя, диффузионный пограничный слой у самой поверхности все же существует. Иными словами, вблизи твердой поверхности имеется тонкая зона, в пределах которой диффузионный поперечный перенос целевого компонента значительно превышает интенсивность конвективного переноса, при этом компоненты скорости потока в пределах такого тонкого диффузионного слоя. могут быть взяты в качестве первых членов разложения полных решений задачи чисто вязкого обтекания в ряд Тейлора по поперечной координате у. Ввиду малой толщины диффузионного пограничного слоя можно пренебречь его кривизной на поверхности тела неплоской формы. [c.35]

В большинстве случаев при обычно принятых для промышленной аппаратуры значениях скоростей движения потоков газов, паров или капельных жидкостей перенос теплоты за счет конвекции значительно превосходит перенос за счет теплопроводности, т. е. 9т- Однако вблизи неподвижной твердой поверхности, где скорость вязкой жидкости и) быстро уменьшается до нулевого значения на самой поверхности (см. первое равенство (1.51)), соотношение значений и существенно изменяется в пользу теплопроводности. В пределах ламинарного пристенного слоя жидкости конвективный перенос теплоты поперек слоя равен нулю, так как в поперечном направлении текучая среда в ламинарном слое не перемещается и, согласно соотношению [c.210]

Еще ОДИН, очень часто используемый критерий теплового подобия, получается из анализа физических условий теплообмена теплоносителя и теплообменной поверхности. В гл. 1 отмечалось, что какова бы ни была степень турбулентности основного потока теплоносителя, в непосредственной близости от твердой поверхности вследствие ее демпфирующего влияния на турбулентные пульсации всегда имеется относительно тонкий пристенный слой, в пределах которого текучая среда потока перемещается вдоль стенки в ламинарном режиме. Существенно, что при ламинарном течении конвективный перенос теплоты имеет место только вдоль направления движения, а в поперечном направлении, т. е. нормально к стенке, теплота может распространяться лишь за счет механизма теплопроводности (рис. 3.10). Таким образом, теплота, которой обмениваются основной поток теплоносителя и теплообменная поверхность (стенка), в общем случае выражаемая уравнением теплоотдачи (3.6), поперек пристенного слоя в конечном счете передается только за счет механизма теплопроводности [c.234]

Скорость Uj , с которой молекулы пересекают эту область в поперечном направлении, складывается из средней скорости Ud диффузионного перемещения и средней скорости конвективного переноса [c.37]

Здесь в качестве квазидиффузионного коэффициента используют выражение (1.75), в котором учитываются поперечные перемещения молекул как в результате молекулярной диффузии, так и в результате конвективного переноса. Из уравнения (1.77) можно получить выражение для потока Р на стенки канала [18], как функции времени Р = Р (i). [c.40]

Формулы (15.22) и (15.23) показывают, что перенос вещества и тепла в поперечном направлении лимитируется молекулярными, механизмами толщина ядра, в котором проходит конвективный перенос, не учитывается в формулах. Это и естественно, так как-поперечный перенос складывается из последовательных стадий вначале — перенос через ядро, затем — через пограничный слой. Поэтому лимитирует медленная молекулярная стадия. Однако нужно учитывать, что толщина пограничного слоя зависит от интенсивности турбулентных пульсаций. С ростом их интенсивности (например, при увеличении скорости потока) пограничный слой утончается, и коэффициенты массо- и теплоотдачи растут. [c.189]

Однако картина распределения скоростей, температур и концентраций по поперечному сечению еще не полна. Имеется важнейшая особенность, которая в конечном счете определяет характер и скорость процессов поперечного переноса. Эта особенность связана с поведением потока у стенок. Как мы уже говорили (см. рис. 16.3), направление потока на твердое тело приводит к его расплющиванию непосредственно до поверхности твердого тела он не доходит. Точно то же происходит с частицами, подверженными турбулентным пульсациям скорости по мере приближения к поверхности (стенке) поперечная (по отношению к потоку) составляющая скорости уменьшается. Дойти до стенки частица не может по мере приближения к ней турбулентные пульсации скорости затухают. В результате около стенки образуется тонкий слой, в котором конвективный перенос становится исчезающе малым,— это пограничный слой. Перенос осуществляется здесь в основном за счет молекулярных механизмов. [c.97]

Однако появление волн при значении критерия Рейнольдса Ке = Кекр.в сопровождается конвективным переносом тепла в поперечном сечении пленки, что приводит и к изменению характера теплоотдачи. [c.62]

Каждому веществу с данным значением коэффициента диффузии отвечает свой пограничный слой. Если диффундирует одновременно несколько веществ при данных условиях перемешивания, существует несколько пограничных слоев. В отличие от обычных пленок в диффузионном пограничном слое учитывается 1) движение жидкости и конвективный перенос вещества 2) молекулярная и конвективная диффузия в поперечном и тангенциальном направлении 3) отсутствие выраженной границы слоя. [c.191]

При Кеэ 10 продольная составляющая конвективного переноса становится более существенной по сравнению с поперечной, а неподвижный слой дисперсного материала приобретает анизотропные теплопроводные свойства. [c.152]

В ламинарном потоке это явление как раз и есть тейлоровская диффузия, рассмотренная в разделе 3.8. В случае ламинарного течения в круглых трубах параболический профиль скоростей приводит к уравнению (3.70) для виртуального коэффициента диффузии. Значительные градиенты скорости существуют и в турбулентных потоках, и результирующий конвективный перенос в них преобладает, а молекулярная и турбулентная диффузия обычно пренебрежимо малы. Поэтому ситуация в насадочных слоях и открытых трубах совершенно различна. В открытых трубах при турбулентном течении важное значение имеет только конвективный перенос. В насадочных слоях осевая молекулярная и турбулентная диффузия служат механизмами, контролирующими перенос, а конвективным переносом под влиянием градиентов скорости в слое в поперечном направлении обычно можно пренебречь (хотя некоторый разброс данных в случае насадочных слоев, несомненно, возникает из-за неучета конвективного переноса, особенно в опытах, где отношение dj/dp мало). [c.158]

Отсюда следует необходимость крайне дробной дискретизации области в направлении, ортогональном направлению основного (конвективного) переноса. Допустимость отхода от этого требования в каждом конкретном случае требует дополнительных численных или аналитических обоснований. При этом реально численная поперечная дисперсия может контролироваться лишь при координатной (криволинейной) сетке, совпадающей с направлением потока в противном случае значений концентрации в четырех соседних узлах недостаточно для вычислений дисперсионного потока, поскольку необходимо еще учитывать диагональные элементы тензора дисперсии. Заметим также, что предпочтение всегда должно отдаваться центровым схемам — вопреки узловым (в которых расчетные точки совпадают с узлами сетки). [c.367]

Рассмотрим теперь, в какой мере следует учитывать эти эффекты ири расчете реактора. Возыйем вначале реактор вытеснения цилиндрической формы, заполненный только реакционной смесью. В таком реакторе иоток может быть либо ламинарным, либо турбулентным. В нервом случае действуют обычная молекулярная диффузия и конвекция, вызванная неравномерностью распределения температур. Если длина реактора значительно больше его диаметра, как это обычно имеет место в действительности, молекулярная диффузия в продольном направлении, как правило, почти не сказывается на работе реактора. Тем не менее, поперечная молекулярная диффузия может оказаться существенной, по крайней мере, в газах. Как уже указывалось, она будет снижать влияние распределения скоростей, приводящего к отклонению от режима идеального вытеснения. К этому вопросу, рассмотренному в работе Босворта 18], мы вернемся в 2. 7. Конвективный перенос в радиальном направлении может иметь аналогичный эффект, т. е. способствовать приближению к модели идеального вытеснения. Продольный конвективный перенос, который может наблюдаться в вертикальных цилиндрических аппаратах при сильном нагревании жидкости или газа, оказывает противоположное воздействие и может значительно снизить производительность реактора по сравнению с рассчитанной на основе модели идеального вытеснения. Этого можно избежать, правильно выбрав конструкцию реактора, например, использовав перегородки, либо горизонтальный реактор вместо вертикального. [c.60]

Инфинитезвмальный операторный элемент конвективного переноса. Сначала рассмотрим одномерное движение сплошной среды в одномерном канале постоянного поперечного сечения 5 с постоянной линейной скоростью V. Будем полагать, что среда характеризуется экстенсивным свойством А, интенсивная характеристика которого йу = ра меняется от точки к точке по длине канала. Рассмотрим два сечения канала, отстоящие друг от друга [c.64]

Опытные данные многих исследователей однако не подтверждают вытекающей из аналитического решения Нуссельта однозначной зависимости отношения Кш/ин от безразмерного комплекса Пю. Расхождение между теоретическими и опытными данными обусловлено ошибочностью принятой при аналитическом решении предпосылки, что механическое взаимодействие между движущимся паром и пленкой конденсата приводит лишь к изменению средней скорости и толщины пленки, но не влияет на режим ее течения. В действительности же, как показывают исследования Бермана [26, 30], Фукса [139, 140] и других авторов, паровой поток вызывает благодаря действию силы трения на поверхности раздела фаз изменение профиля скоростей в поперечном сечении пленки и соответственно изменение средней скорости и толщины пленки при сохранении ламинарного режима ее течения и с другой стороны является источником возмущений, вызывающих существенную перестройку режима течения пленки, ускоряющему переход от ламинарного течения к волновому и турбулентному. Соответственно изменяется и механизм переноса тепла через пленку конденсата, когда чисто молекулярный перенос дополняется даже при малых значениях Кепл более интенсивным конвективным переносом. [c.134]

В большинстве случаев значения и), р, С и Г потоков теплоносителей таковы, что в направлении движения конвективный перенос преобладает над теплопроводностью. Однако при малых скоростях течения высокотеплопроводных жидкостей (расплавов металлов) может наблюдаться обратное соотношение. По мере приближения к твердой пов-сти, где скорость вязких жидкостей стремится к нулю, и у, также становятся сравнимы по величинам. При ламинарном режиме течения в направлении, поперечном движению, конвективный перенос отсутствует. Турбулентному [c.526]

Ори интенсивном испарении жидкости в движущуюся парогазовую среду на интенсйй-нооть тепло- и массопереноса могут оказывать существенное влияние полупроницаемость поверхности раздела фаз, приводящая к возникновению конвективного (стефанова) поперечного потока парогазовой смеси, и перестройка профилей продольной скорости, температуры и парциальных давлений компонентов смеси, вызванная переносом количества движения и энтальпии поперек бинарного пограничного слоя суммарным (диффузионным и конвективным) потоком вещества. Рассматриваются методы обобщения результатов экспериментальных исследований и теоретических (численных) решений задачи о тепло- и массообмене при интенсивном испарении жидкостей с учетом влияния указанных факторов. На основании анализа опытных и теоретических данных рекомендуются зависимости для безразмерных коэффициентов тепло- и массоотдачи при этих условиях. Лит. — 30 назв., ил. — 7, табл. — 1. [c.214]

Требуется определить коэффициент теплообмена для конвективного переноса тепла от круглого цилиндра при поперечном обтека- [c.141]

Мы описали простейшую классическую теорию вихревой диффузии. Она основана на предположении, что молекулы как бы размещаются в определенных фиксированных струях и совершают перемещение только вместе с окружающей подвижной фазой. Другими словами, они подобно щепкам в реке перемещаются пассивно и переходят из области с одной скоростью в область с другой скоростью только йместе с потоком, за счет конвективного переноса. На самом деле молекулы могут диффундировать в поперечном направлении, попадая в области с другой скоростью течения. За счет этого число скачков увеличивается, но длина каждого скачка / уменьшается, а так как дисперсия пропорциональна / , то она за счет этого также существенно уменьшается. [c.62]

Теплоотдача без изменения агрегатного состояния теплоносителей. Рассмотрим сначала теплоотдачу при течении жидкости в трубах. При вынужденном течении жидкости внутри трубы различают два режима течения ламинарный и турбулентный. При ламинарном течении перенос теплоты от одного слоя жидкости к другому в направлении нормали к стенке происходит благодаря теплопроводности, В то же время каждый слой имеет в общем случае различную скорость продольного движения. Поэтому наряду с поперечным переносом теплоты вследствие теплоп1Юводности происходит также конвективный перенос теплоты в продольном направлении. В силу этого теплообмен при ламинарном режиме течения зависит от гидродинамической картины движения. [c.184]

В работе [136] дополнительное ускорение массопередачи при протекании в жидкости химической реакции связывается не с действием капиллярных сил, а с наличием стефановского потока. Анализ массопередачи с мгновенной химической реакцией (при значениях коэффициента ускорения массопередачи 10 ) проведен для пленочной модели с учетом конвективного переноса в поперечном направлении. Показано, что значения коэффициента ускорения массопередачи могут повышаться (особенно при высоких концентрациях реагентов) и понижаться (в зависимости от стехиометрии реакции). Выводы указанной работы не представляются достаточно убедительными. В частности, они не могут объяснить существенное различие скоростей массопередачи для систем СО2 — МЭА и СО2 — NaOH при сопоставимых условиях, хотя константы скорости химических реакций в этих системах близки между собой. [c.101]

При этом продольной молекулярной диффузией в направлении х по сравнению с конвективным переносом пренебрегаем. Кроме того, ввиду симметричности поперечной диффузии по отношению к стенкам канала частные прсизнодные концентрации по угловым координатам (О—меридианов и параллелей ср) принимаются ранными нулю (см. гл. VI, стр. 103). [c.284]

Для решения задачи (5.2) — (5.4) использовались также интегральные [134], асимптотические [135] и вариационные [136] методы. Имеются работы, посвященные нсследовапню переноса, контролируемого межфазным диффузионным сопротивлением [137], и массообмена с учетом поперечно-конвективного переноса [139], а также содержащие анализ оценок, приведенных в (5.7) [138]. [c.79]

Влияние стенок на поперечный перенос. Обрисованная картина распределения скорости, температуры и концентраций по сечению в турбулентном потоке (выровненность профилей вследствие большой интенсивности конвективного переноса) еще не полна. Имеется важнейшая особенность, в конечном счете определяющая характер и скорость процессов поперечного переноса. Эта особенность обусловлена поведением потока у стенок. [c.187]

При уменьшении высоты величины обменного потока уменьшаются и, когда н/о 7у10, поперечным потоком можно пренебречь. В этом случае продольное перемешивание определяется в основном конвективным переносом. [c.35]

Рассмотрение кинетики извлечения вольфрама в раствор свидетельствует о том, что в ускорении процесса извлечения вещества из пористых частиц существенную роль играют мелкомасштабные пульсации среды, величина которых соизмерима с поперечным сечением пор. При этом относительное тангенциальное колебательное смещение частиц среды трансформируется в однонаправленное движение раствора, заменяя тем самым молекулярный перенос диффундирующих частиц вещества значительно более ускоренным конвективным переносом при наложении акустического поля. [c.361]

В отличие от обычных пленок по Левичу, в диффузионном пограничном слое учитывается 1) движение жидкости и вызываемый им конвективный перенос вещества 2) молекулярная и конвективная диффузия в поперечном и танген- [c.313]

Попытка создать весьма упрощенную модель теплообмена фонтанирующего слоя со стенкой аппарата основана на предположении о постоянстве скорости движения плотного слоя дисперсного материала со скоростью ш вдоль стенки (г) без перемешивания и о нестационарном его прогреве от стенки в поперечном направлении у) за счет эффективной теплопроводности (рис. 7.19). Теплопроводность в направлении движения материала считается пренебрежимо малой по сравнению с конвективным переносом теплоты движущимся слоем твердой фазы. Математическая модель теплообмена при сделанных предположениях формулируется как задача прогрева полубезграничного однородного массива при граничных условиях первого рода [c.222]

Итак, в условиях низких дозвуковых скоростей вторичные течения, возникающие в области взаимодействия пограничных слоев, сравнительно невелики, т.е. достигают величин порядка нескольких процентов скорости набегающего потока. Однако несмотря на малость, они приводят к возмущению продольного сдвигового потока, в значительной степени определяя структуру турбулентных пристенных течений в окрестности линии пересечения плоских поверхностей. В частности, тот факт, что темп нарастания пограничного слоя в биссекторной плоскости двугранного угла несколько меньше, чем в двумерной области, следует отнести за счет утоньшающего воздействия поперечных течений. Не случайно в случае изменения направления их движения на противоположное, как это имеет место при ламинарном обтекании, пограничный слой в плоскости симметрии становится значительно более развитым [39 ]. Вторичные течения воздействуют как механизм конвективного переноса в плоскости, нормальной к направлению основного потока. Как с,тедует из [61] на основе оценки членов первого порядка, эти течения конвектируют количество движения, завихренность основного потока, а также полную энергию среднего движения. Воздействуя на распределение изотах, поперечные потоки существенно изменяют также протяженность области взаимодействия, коэффициент поверхностного трения, тепловой поток к стенке [148] и другие характеристики вязкого течения в угле. [c.122]

ПО вертикали исключает применение плановых моделей. С другой стороны, малые значения вертикальной дисперсивности приводят к тому, что на грубых сетках в профильных моделях возникают сильно преувеличенные переходные зоны, приводящие подчас даже к качественным несоответствиям (например, вместо зоны с анаэробными условиями появится аэробная зона). Роль этого фактора при моделировании массопереноса явно недооценивается, хотя появились работы [12, 27], ставящие под сомнение многие из ранее опубликованных результатов, — именно из-за недостаточного внимания к контролю численной поперечной дисперсии. В конечном счете, она приводит к завышению эффектов рассеяния (не только в поперечном, но и в продольном направлении) и искусственному занижению интенсивности конвективного переноса вдоль линий тока, особенно в передовой зоне малых концентраций. Наиболее сильно все эти ошибки сказываются при построении профилей ореолов загрязнения, часто характеризующихся резкими различиями размеров в продольном и поперечном направлениях. [c.366]