Фронт диффузии вихря

Для численной оценки параметров горения метановоздушной смеси на открытой местности воспользуемся классической турбулентной моделью диффузионного горения предварительно неперемешанных газов в режиме турбулентного факела [181]. В данной модели горения фронт пламени локализуется на границе раздела горючее - окислитель . Физика, лежащая в основе этого явления, достаточна проста. Горючее и окислитель диффундируют в зону пламени, в которой химические реакции преобразуют их в продукты реакций, что сопровождается вьщелением энергии. Процессы взаимной диффузии горючего и окислителя ускоряются за счет интенсивного турбулентного перемешивания. Продукты реакций диффундируют и переносятся турбулентными вихрями, а энергия рассеивается из зоны реакций как в горючее, так и в окислитель. [c.381]

Дальнейшее развитие теория проницания Хигби получила в работе Данквертса, который ставит под сомнение существование ламинарной пленки на границе раздела фаз. По его мнению, турбулентные вихри достигают границы раздела фаз и элементы жидкости находятся в контакте с газовой фазой в течение какого-то времени, по истечении которого заменяются новыми. При этом предполагается чисто молекулярный механизм диффузии и вводится понятие вероятности смены каждого элемента жидкости новьш элементом или спектра времен пребывания жидких элементов на поверхности раздела. Турбулентные вихри жидкости и газа непрерывно подходят к границе раздела фаз, имея при этом концентрации диффундирующего компонента, равные концентрациям его в ядре жидкого потока и пузырька газа. На границе раздела фаз мгновенно устанавливается равновесие, и дальнейшее насыщение свежего элемента жидкости происходит за счет молекулярной диффузии до тех пор, пока новый турбулентный вихрь не передаст этот частично насыщенный элемент в ядро потока. Величина элемента жидкости принимается достаточно большой, так что фронт диффузии не успевает дойти до границы элемента за время контакта. Вероятность смены данного элемента жидкости новым не зависит от возраста элемента, а средняя скорость обновления поверхности жидкости, контактирующей с газовой фазой, зависит от гидродинамических условий и является величиной, постоянной при установившемся режиме. Для характеристики этой скорости вводится понятие фа ктора обновления поверхности 5, равного доле поверхности, которая обновляется в единицу времени. Коэффициент массопередачи определяется как [c.71]

Предположение о том, что при среднем времени пребывания вихря на границе раздела фаз фронт диффузии достигает внутренней стороны элемента жидкости, но стационарный градиент концентрации не успевает установиться, сделали Тур и Марчелло (1958), объединившие двухпленочную теорию пограничных слоев и теорию проницания в одну теорию — пленоч-но-пенетрационную. Однако ни эти авторы, ни Рукенштейн (1954—1963) и Хэрриот (1962) не смогли преодолеть в своих теориях противоречия между стационарностью процесса как одного из условий выполнения принципа аддитивности сопротивлений и конкретными условиями, когда формулы аддитивности получены для нестационарного процесса. Необходимо также отметить, что при фактически стационарном процессе массопередачи введение в него "нестационарности" или " периода обновления" осуществляется сугубо формально. Если же процесс массопередачи действительно нестационарен, то допущение о наличии тонкой приведенной пленки и аддитивности сопротивлений неправомерно [c.18]