Перенос вещества аналогия с переносом тепла

Тройная аналогия между переносом количества движения (импульса), тепла и вещества. Теоретическим анализом и многочисленными экспериментальными исследованиями установлено, что между механизмами переноса механической энергии, тепла и массы в определенных условиях существует приближенная аналогия. Известно, например, что в ядре турбулентного потока вследствие интенсивного перемешивания частиц происходит выравнивание их скоростей, а в процессах тепло- и массопереноса — выравнивание соответственно температур и концентраций. В пределах же пограничного слоя наблюдается резкое падение скоростей, температур и концентраций вследствие пренебрежимо малого действия турбулентных пульсаций. [c.152]

Таким образом, в ограниченном диапазоне Re можно говорить о приближенной тройной аналогии в переносе тепла, вещества и количества движения. [c.468]

Таким образом, существование аналогии между переносом механической энергии (трением), тепла и массы ограничено следующими условиями она соблюдается в условиях внутренней задачи при Рг = Ргс=1, а также при отсутствии поперечного потока вещества. [c.155]

Для массообменных процессов, по аналогии с процессами переноса тепла, принимают, что количество переносимого вещества пропорционально поверхности раздела фаз и движущей силе. Движущая сила характеризуется степенью отклонения системы от состояния динамического равновесия, выражаемой наиболее точно разностью химических потенциалов распределяемого вещества. Диффундирующее в пределах фазы вещество перемещается от точки с большей к точке с меньшей концентра-цией, и в расчетах движущую силу процессов массопереноса выражают приближенно через разность концентраций подобно тому, как в процессах теплопереноса ее выражают разностью температур. Расчетные выражения движущей силы не одинаковы для процессов массоотдачи и массопередачи и будут рассмотрены ниже для каждого из этих процессов. [c.383]

Вследствие известной приближенной аналогии переносов тепла и вещества закономерности явлений массоотдачи могут быть также использованы для нахождения зависимостей, характеризующих процесс теплоотдачи. Так, по аналогии можно ввести фактор переноса тепла, определяемый соотношением [c.116]

В ограниченном диапазоне условий можно говорить [1, 2] о приближенной аналогии в переносе тепла и вещества от ожижающего агента к частицам. — Прим. ред. [c.377]

Стик турбулентного потока распределения скоростей и локальной структуры турбулентности. В силу тесной аналогии между переносом вещества и переносом тепла химическая гидродинамика тесно связана с теорией конвективного теплообмена. Уравнения в обоих случаях совпадают, но в химических процессах возможны более широкий класс граничных условий и более широкий диапазон изменения физических констант. Для гетерогенных процессов существенны свойства потока в непосредственной близости от поверхности. Поэтому химическая гидродинамика строится в основном в приближении пограничного слоя. [c.226]

Массообмен между кипящим слоем и погруженным в него телом. В общем случае аналогии между тепло- и массопереносом в КС нет, поскольку в процессе массообмена частицы, не адсорбирующие диффундирующее вещество, не участвует, тогда как в переносе теплоты любые частицы играют активную роль. Лишь в слое крупных частиц (Аг > 10 ) и при малом размере поверхности ( т а) газ, фильтрующийся у теплообменной поверхности, не успевает существенно прогреться и, тем более, передать теплоту окружающим частицам. Таким образом, частицы в этом случае не включаются и в теплоперенос, поэтому между тепло-и массопереносом здесь существует аналогия, позволяющая пользоваться для расчета безразмерного коэффициента массоотдачи — критерия Шервуда Shl = (1/0 — зависимостями, полученными при изучении теплообмена, т. е. формулой (2.8), которая для случая массообмена будет иметь вид [c.116]

Так как механизм внутреннего трения сводится к процессу переноса количества движения, который совершенно подобен процессам переноса тепла и вещества, то подобие между процессами диффузии и теплопередачи можно распространить и на сопротивление трения. Такое подобие между теплоотдачей (а следовательно и диффузией) и сопротивлением трения было впервые установлено Рейнольдсом и получило название аналогии Рейнольдса. Если сопротивление связано только с трением, то коэффициент сопротивления оказывается соответствующим критерию Стэнтона и между обеими величинами получается весьма простая численная связь [c.38]

Заметим, что некоторые зависимости (см. табл. VII. 2), полученные на основе опытов по массообмену, постулируют полную аналогию между процессами переноса тепла и вещества. Неправомерность такого утверждения, особенно в случае гетерогенных систем, подчеркивается в ряде работ [45, 363 и др.]. Для существования аналогии необходим ряд условий (в частности, равенство теплового и диффузионного критериев Прандтля, относительных движущих сил и т. п.). Отмечается также некоторое различие в построении дифференциальных уравнений и в граничных условиях для этих двух процессов. На отсутствие аналогии, в особенности при большой интенсивности массообмена, указывает А, В. Лыков [254], продемонстрировавший различие в математическом описании теплообмена в условиях переноса вещества и чистого теплообмена. Автор приводит результаты опытов, показывающие, что поля [c.243]

Известны попытки описания процесса массообмена в псевдоожиженном слое на основе аналогии процессов переноса тепла и вещества [317, 520, 543, 544 и др.]. В главе VII было показано, что эта аналогия не является полной, так что прямое распространение закономерностей теплообмена между газом и частицами на процесс массообмена не является правомерным. В связи с этим ниже кратко рассмотрены попытки обобщения опытных данных, полученных только в результате непосредственного эксперимента по массообмену. [c.276]

Кроме того, для получения количественных соотношений, определяющих массообмен в газовой фазе, применяется тройная аналогия между процессами переноса импульса, тепла и вещества в движущемся потоке. Так, на основе аналогии между тепло- и массообменом для ламинарного потока было получено уравнение, справедливое для стабилизированных газовых потоков [17] и соответствующее минимальной величине = 3,66 [c.85]

Для определения диффузионных потоков можно исходить из тождественности переноса вещества переносу тепла. Величина ад как аналог коэффициента - теплоотдачи может быть заимствована из экспериментальных закономерностей по теплообмену тел аналогичной формы с газовой средой. [c.345]

Подобие процессов переноса не исчерпывается подобием между явлениями диффузии и теплопередачи. Существует еще и третий процесс переноса, в известной степени подобный двум указанным это перенос количества движения, которым определяется сопротивление, испытываемое потоком со стороны твердых поверхностей. Это сопротивление слагается из двух частей сопротивления трения и сопротивления формы (сопротивления давления). В случае плохо обтекаемых тел, например, пластинки, поставленной поперек потока, существенную роль играет сопротивление формы, связанное со срывом струй нри обтекании с образованием за телом мертвой зоны (зона обратной циркуляции). Эти явления не имеют, понятно, никакой аналогии в процессах переноса тенла и вещества. При течении вдоль шероховатой поверхности каждая неровность ведет себя, как плохо обтекаемое тело, на котором происходит срыв, так что механизм сопротивления также не сводится просто к переносу количества движения. Но при течении вдоль гладкой стенки, в гладкой трубе или вокруг хорошо обтекаемого тела сопротивление формы можно считать отсутствующим. В подобных случаях механизм сопротивления сводится целиком к сопротивлению трения, т. е. к переносу количества движения. Тогда возникает аналогия между этим процессом и процессами передачи тепла и вещества, [c.367]

При турбулентном режиме движения жидкости для больших значений Рг зависимость Ыи от Рг обусловлена законом убывания коэффициента турбулентного переноса с приближением к межфазной поверхности. Этот закон из чисто теоретических соображений едва ли может быть в настоящее время установлен с достоверностью. Поэтому более целесообразен иной путь — экспериментальное определение зависимости Ми от Рг и установление на этой основе зависимости коэффициента турбулентного переноса от расстояния до межфазной поверхности. Это даст возможность перейти к разработке количественной теории диффузионных процессов. Все сказанное в равной мере относится и к процессам теплоотдачи при Рг 1 вследствие аналогии, существующей между турбулентным переносом вещества и тепла. [c.62]

Когда условия существования приближенной аналогии между тепло- и массообменом не удовлетворяются, приведенными соотношениями для коэфф. тепло- и массоотдачи, а также ур-нием (3) пользоваться нельзя. В этих случаях, характеризующихся в основном значительной плотностью поперечного, Т. е. нормального к поверхности жидкости, потока пара, необходимо учитывать влияние последнего на условия И. Поперечный поток вещества (пара) влияет на И. непосредственно в результате переноса им энергии (тепла) и косвенно — в результате вызываемого им изменения гидродинамич. условий. [c.167]

Закономерности переноса отличаются сложностью, обусловленной наличием нескольких различных его механизмов. В то же время, анализ облегчается аналогией, существующей между переносом импульса, тепла и вещества. Поэтому перенос всех трех субстанций удобно рассматривать вместе. [c.177]

Разберем причину снижения глубины аналогии на примере переноса тепла и вещества. [c.180]

Именно аналогия между переносом тепла и переносом вещества породила в свое время теорию флогистона и обеспечила ряд ее успехов. [c.91]

Однако наряду с аналогией между молекулярными механизмами переноса тепла и вещества имеется и серьезное различие. Оно связано со следующим обстоятельством. Для переноса вещества от одной точки к другой диффундирующие молекулы непременно должны переместиться между этими точками. Для переноса же тепловой энергии не обязательно непосредственное перемещение быстрой молекулы среди медленных . Тепловая энергия может передаваться от молекулы к молекуле и таким образом переноситься эстафетой . Глубина сходства между этими механизмами зависит от среды, в которой идет перенос. В газе интенсивности теплопроводности и диффузии — величины одного поряда, что выражается соотношением [c.91]

НЫМИ массоемкостями, то, как отмечалось, на границе их соприкосновения имеет место скачок массосодержания, так что перенос вещества через границу может происходить и от меньшего массосодержания к большему вопреки уравнению (2-52). Это положение иллюстрируется фиг. 2-4,в и г, где в качестве аналогии приведен также случай переноса тепла от тела с меньшим теплосодержанием к телу с большим теплосодержанием. [c.60]

АНАЛОГИЯ В ЯВЛЕНИЯХ ПЕРЕНОСА ТЕПЛА, ВЕЩЕСТВА И КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ [c.62]

Определение общих закономерностей в явлениях переноса тепла, вещества и количества движения представляет значительный интерес. В отличие от данных но переносу тепла и вещества данные но переносу количества движения, непосредственно связанного с потерями напора, легко доступны либо без труда могут быть получены экспериментально. Аналогия в явлениях не- [c.62]

Рассмотрению аналогии в переносе вещества и количества движения в кипящем слое посвящено значительное количество работ. Вопрос об аналогии в переносе тепла и вещества в кипящем слое изучен не был. [c.64]

Экспериментальное изучение переноса тепла осложняется необходимостью производить измерения в среде с переменной температурой. На результатах сказывается при этом зависимость физических констант от температуры. Приходится пользоваться усредненными по температуре значениями этих констант, и результаты обработки экспериментальных данных зависят от способа усреднения. По этим причинам наиболее точные данные для расчета процессов конвективного теплообмена получены методом аналогии с диффузией [19]. Чтобы подчеркнуть аналогию с теплопередачей, диффузионные процессы переноса вещества часто называют массопередачей [17], или массообменом. [c.22]

Обычно при выявлении аналогии для характеристики отдельных видов перенооа используются фактор переноса вещества, фактор переноса тепла и коэффициент трения. Определение фактора переноса вещества приведено выше [уравнения (31А) и (31В)]. Фактор переноса тепла /л определяется соотношением [c.63]

В приведенных выше примерах следует совместно рассматривать перенос вещества и тепла. Строго говоря, не сущест ет полной аналогии в переносе вещества и тепла от слоя к стенке или от ожижающего агента к твердым частицам При массообмене твердые частицы инертны и лишь способстеуют турбулизации, периодически разрушая пограничную пленку при теплообмене они сами переносят тепло от горячих вон к более холодным. Однако время контакта между твердой частицей и стенкой (или между частицами) и время пребывания частицы в пограничной пленке около теплообменной поверхности, по-видимому, столь мало, что в большинстее случаев не наблюдается существенных отклонений от рассматриваемой аналогии . Поэтому в ходе дальнейшего изложения мы используем опытные данные по теплообмену применительно к переносу массы. [c.377]

Установлена изотермическая эффективность использования внутренней поверхности катализатора. Исходя из аналогии между переносом тепла и вещества, казалось, надо ожидать возникновения такхе температурных градиентов по глубине зе1 1а катализатора. Однако возможная при этом термическая неустойчивость катализатора почти никогда не наблпдается из-за высокой теплопроводности последнего. Действительно, выполняется условие изотермичности зерна катализатора [c.70]

В результате решення уравнения (IX.9) должна быть найдена функциональная зависимость, удовлетворяющая этому уравнению и краевым условиям. Решение значительно упрощается, если массовый поток, как часто бывает на практике, является одномерным (например, перенос вещества происходит лишь в направлении оси х). Для твердых тел некоторых геометрических форм и при D = onst вследствие аналогии уравнений тепло- и массопровод-ности можно воспользоваться имеющимися решениями для нестационарной теплопроводности, заменив в них температуры концентрациями, коэффициент температуропроводности коэффициентом диффузии, а тепловые критерии Fo и Bi одноименными диффузионными критериями РОд и Biд. [c.455]

Ввиду полной аналогии между процессами переноса тепла и вещества все формулы, связывающие критерии подобия, можно считать общими для обоих процессов. Поэтому целесообразно давать соответствепным тепловому и диффузионному критериям одинаковые названия. Введение специального названия для критерия Шмидта широко распространилось в новейшей литературе, но несколько усложняет изложение. Там, где это представляется нам более удобным, мы будем называть его диффузионным критерием Прандтля. Отношение коэффициентов диффузии и температуропроводности, т. е. критериев Прандтля и Шмидта иногда называют критерием Льюиса Le = Dia = Pr/S . [c.32]

Книга представляет собой научно-техническую монографию по основным вопросам теории и практики псевдоожижения. В ней рассмотрены гидравлика и структура псевдоожиженного слоя, процессы переноса тепла и вещества, некоторые положения конструирования аппаратуры, примеры организации технологических процессов в псевдо-ожилсенном (кипящем) слое проанализирована аналогия псевдоожиженного слоя с капельной жидкостью. [c.2]

Между пр0цесса1ии переноса вещества и тепла имеется глубокая аналогия для систем с достаточно большим числом частиц и установившимся максвелл-больцмаиовским распределением уравнения диффузии и теплопередачи имеют один и тот же вид, а соответствующие параметры не отличаются по порядку величины. [c.74]

Уравнения (35) и (42) применялись многими учеными для демонстрации аналогии между переносом тепла и массы в системах жидкость—газ. Гиксон и Баум 159] также продемонстрировали эту аналогию для систем жидкость — твердое вещество в сосудах с перемешиванием. Для изучения переноса массы они изучали растворение бензойной кислоты, бензина и некоторых других жидкостей, хлористого натрия и хлорида бария в воде и нафталина в метаноле. Для случая теплопереноса они изучали скорости плавления в однокомпонентных системах (вода, бензин, нитробензин и уксусная кислота). Число Рейнольдса, использованное в этой работе, определялось из уравнения [c.173]

Аналогия между трением и переносом тепла и вещества получена для процессов сушки гранулированных твердых тел, испарения с твердой поверхности, с поверхности цилиндров, выполненных из твердых летучих веществ, и с поверхности промышленных насадок. Такая аналогия исключается в процессах, связанных с массоперено-сом в капельных жидкостях, так как при больших числах Ргд профили скоростей и концентраций не совпадают. Если необходимо учесть влияние макрокинетических параметров на распределение концентраций, таких, как величина обратного перемешивания или вихревая диффузия, то в знаменатель отношения (V.59) вводится коэффициент лрэдольного перемешивания D или турбулентной диффузии D [c.178]

В 30-х годах настоящего столетая возникло новое направление, исходящее из аналогии процесссов переноса тепла и переноса массы на основе хорошо изученной области теплообмена между сухой поверхностью и окружающей средой. Общая теория тепло- и массообмена исходит из аналогии этих процессов и доказывает, что процесс испарешет жидкости со свободной поверхности определяется диффузионно-молярным переносом вещества через пограничный слой й молярно-гидродинамическим переносом вещества в окружающей среде. [c.114]

В движущейся однокомпонентной среде процесс переноса тепла называется конвективным теплообменом. По аналогии процесс совместного молекулярного и молярного переноса вещества в дви- [c.138]

Потенциал переноса вещества б для обоих тел одинаков и равен 180 единицам. По аналогии с величиной средней удельной теплоемкости с, определяемой как количество тепла, необходимое для изменения температуры единицы массы тела на 1° С при тех или иных неизменных внешних параметрах (объем ил и давление), введем понятие средней удельной массоемкости с [c.53]

По аналогии с процессами переноса тепла для процессов массопередачи принимают количество перенесенного вещества пропорционально поверхности раздела фаз и движущей силе. Последняя характеризуется степенью отклокекия от динамического равновесия. В пределах одной фазы вещества перемещаются от точки большей к точке меньщей концентрации. Подобно тому как в процессах теплопереноса движущая сила выражается разностью температур, в процессах массопередачи она выражается разностью концентраций. [c.48]