Hydrodynamiki fizykochemiczne

,

badania mechanizmu i wielkości. procesy przenoszenia wzoru w wysp, energii i pędu poprzez interfejs niejednorodnych systemów, jak również chemikaliów. i transformacje fazowe na granicy faz. Głównym przedmiotem badań są mobilne media - ciekłe, gazowe, pseudopłynowe - i ich fizykochemiczne. interakcja z obwiedniowymi pełnymi ścianami. Procesy transportowe badane przez F.-h. przepływ w ciekłym chemicznym gazie. Reaktory, kolumny destylacyjne, absorbery, płuczki, studzienki, krystalizatory Elektrolizery, et al., spalanie paliwa i przenoszenia ciepła w energię. instalacje, górnictwo i przeróbka minerałów w przedsiębiorstwach przemysłu naftowego, gazowniczego i wydobywczego.

Oryginalnie F.-h. g. badali przenikanie ciepła i masy w ruchu konwekcyjnym ośrodka, towarzyszące przejściu prądu. prąd w roztworach elektrolitów, absorpcja i ekstrakcja, gdy przemieszczają się kropelki, pęcherzyki gazu, cząstki stałe i cienkie warstwy ciekłe; Badano również wpływ środków powierzchniowo ruchu falowego oraz przenoszenia masy w opatrunkach ciecz sti i m. n. W takich systemach, tworzy się przy hydrodynamicznej interfejsu. Warstwa graniczna

prędkość przepływu wewnątrz To- stopniowo zmienia się od jednej fazy prędkości (u 1 ), aby przyspieszyć al.faza ( 2 ). > grubości

i model przepływu wewnątrz prędkości dodawania U 1 i 2 > zależy od lepkości i gęstości faz ruchomych, przepływy typu i innych. Wydajność kontakt z mediami. Na przykład. , W pobliżu stałej sztywną ścianę, usprawnione przepływu płynu do wnętrza warstwy granicznej prędkości płynu stopniowo wzrasta od zera na stałe ściany z szybkością przepływu i. Jeśli ciecz jest zawarta w. -l. składnik czynny, zaangażowana w heterogenicznych transformacji lub zaadsorbowane na stałe ściany, stężenie składnika zależy od wartości C S A na ścianie C * A w przepływie co tworzy warstwę graniczną dyfuzyjną wewnątrz cieczy (grubość ). Przeniesienie składnik w warstwie dyfuzyjnej

u interfejsu odbywa się przez konwekcję dyfuzję stopniowo przyspieszonego płynu. Obliczanie prędkości przenoszenia masy w opisanych warunkach jest jednym z typowych problemów teorii ferroelektrycznej.

Ф. -x. zastąpił fenomenologiczny. Teorie używane do opisania dyfuzji konwekcyjnej i przenoszenia ciepła do fiz. -Khim. systemy, z których był naib. Teoria "filmu" (model Nernsta), która zakłada istnienie stałej cieczy w pobliżu litej ściany, jest szeroko rozpowszechniona. Sukcesy F.-h. g. są związane przede wszystkim z następcą. zastosowanie reprezentacji i aparatu obliczeniowego hydrodynamiki, a także metody teoretyczne. fizyka do przypadków konwekcyjnego przenoszenia ciepła i masy.

Układ równań F.-x. g się migracji równanie wyspy, liczba i bilans energetyczny ruchu na podstawie uzyskanych wartości wymieniono wewnątrz dowolnie wybranego elementarnej objętości pożywki (zob. również

przenoszenia masy, sposób transfer, ciepła).

Problemy rozwiązane przez F.-h. warunkowo podzielona na zewnętrzne, wewnętrzne i miesza się w zależności od fazy procesu określania długości szybkości transmisji, przy czym grubość warstwy przyściennej w pobliżu złącza, w którym DOS. zmiana stężenia, temperatury lub prędkości ośrodka. Na przykład. , Obliczanie transferu masy do składnika pojedynczego ruchu kropli w strumieniu innych. Ciecz (ekstrakcja) redukuje się z rozkładem. Problemy: Jeżeli etapem ograniczającym szybkość jest transport składników Spadek otaczającego strumienia wskazuje problemu zewnętrzną. W przeciwieństwie do tego, jeśli ograniczenie dyfuzji konwekcyjnego wewnątrz kropli i grubości warstwy M. b. proporcjonalne do promienia spadek

999 0

zadanie zostaje wewnętrzny. Wreszcie, gdy szybkość transmisji wewnątrz i na zewnątrz proporcjonalnego spadek obliczanie transferu masy prowadzi do mieszanego problemu. Na zewnątrz. Problem charakterystyczne konwekcyjnej wymiany ciepła i masy w strumieniu otaczającego pojedyncze ciało stałe, krople, pęcherzyki gazu lub pary, i tak dalej. n. Int. problemy pojawiają się w obliczeniach hydrodynamicznych. opór wymiany ciepła i masy wewnątrz rur, kanałów, filmów, itd. d. Mieszane problemów typowych procesów transportowych wypełnieniem warstwy Barbie Terach, filtry, etc., gdzie zasadniczo elementy zakłócające fazy rozproszonej. Aby rozwiązać równania przenoszenia konwekcyjnego, stosuje się standardowe metody. fizyka, specjalna. metody integralne, metody teorii wymiarów i podobieństwa. Te ostatnie są szczególnie przydatne do uzyskiwania cech. Zależności, jeżeli skala przejście zaprojektowanych metod numerycznych (różnic skończonych, elementy brzegowe, itd.) i modelowanie komputerowe.

Aby uzyskać ilości. Relacje opisujące tempo procesów transportowych w pobliżu granicy międzyfazowej w F.-x. g. zastosować dwa podejścia: 1) przestudiować tzw. elementarny akt procesu, a następnie przeprowadzić statystyczny. opis zestawu współbieżnych "działań elementarnych" w makroskopie. system; 2) wprowadź rzeczywiste wartości fizykochemiczne. parametry systemu uśrednione dla całego makrosystemu lub jego części i rozwiązać równania przenoszenia dla tych efektywnych parametrów. Przy takim podejściu konieczne jest wprowadzenie skutecznych wartości mediów transportowych (lepkość, współczynnik dyfuzji i tarcie itp.). Wyjaśnienie związku między wartościami skutecznymi a charakterystyką i strukturą ośrodka jest niezależne. zadanie. Na przykład. , w opracowywaniu sprzętu chemicznego. reaktory i technologia. Procesy oddzielania (absorpcji, ekstrakcji, destylacji, itd.) Wyniki badania są powszechnie stosowane i przenoszenia pędu na wyspach przepływ cieczy lub gazu, a pojedyncze rozproszone wtrącenia (stałych, ciekłych lub gazowych). Przeciwnie, w opisie filtracji, chemiczne. transformacje w warstwach upakowanych i fluidyzowanych, tworzenie prądu w porowatych elektrodach itp. Wygodne jest stosowanie efektywnych wartości prędkości przepływu, hydraulicznych. odporność, lepkość, stężenie, elektryczne. potencjał i inne parametry. Wartości współczynnika transferu masy (ciepła), czyli lokalna lub średnia

masa (ciepło) przeniesienie na styku, występują zazwyczaj w postaci bezwymiarowe ilości - lokalne (SH

X

=>

C X / D> ) lub pożywkę (SH = l / D) wartości liczby Sherwood, gdzie odpowiednio odpowiadają c i l. aktualna wartość współrzędnej na powierzchni i charakterystyczny wymiar liniowy rozważanego układu, D to współczynnik. dyfuzja. Przy stałym przepływie lepkiego płynu, wartości Sh

x > i Sh są związane z przepływem hydrodynamicznym.Parametry przepływu (liczba Reynoldsa RE) oraz przesyłaniu komunikacji wszystko-E Medium (ilość Sc Schmidt Liczba Prandtla Pr) zależność postać proszku. Na przykład. W przypadku dyfuzji konwekcyjnego do sti opatrunków tarczy obrotowej (klasyczny jeden. F. -x zadań. G), ta zależność jest przez Sh = 0 62Re 0, 5

SC 0 33 . W warunkach przepływu turbulentnego wykładniki różnią się. Zależność SH z Sc był ważny metodą badania turbulentny warstwę graniczną struktury i użyto do obliczenia przepływu ciepła w ciekłym metalu. nośniki ciepła. Przedstawione w formie bezwymiarowych kryteriów szybkość transferu jest wygodna do porównania danych uzyskanych w różnych warunkach eksperymentalnych. Zależności kryterialne są używane w projektowaniu aplikacji przemysłowych. aparatura w realizacji przejścia na dużą skalę z laboratorium. do prawdziwych ustawień. F. -x. również badania zaburzeń w których opór przepływu konwekcyjnego pod wpływem ciepła i masy, przyspieszeniem procesów wymiany wpływem vtorichnyh- strumieni intensywnego ciepła i masy w interfejsie procesów transportu w systemach, w których następuje kontakt z trzech faz (np. dyfuzji gazowej elektrody). Lit. : Levich VG, Fizyko-chemiczna hydrodynamika, 2nd ed. , M., 1959; Kafarov V. V., Fundamentals of Mass Transfer, wyd. , M., 1972; Byrd R., Stu-art V., Lightfoot E., Zjawiska przeniesienia, trans. z angielskim. , M., 1974; Frank-Kamenetsky DA, Dyfuzja i przenikanie ciepła w kinetyce chemicznej, 3. wyd. , M., 1987. In. Yu. Filinovsky. Encyklopedia chemiczna. - M .: radziecka encyklopedia. Ed. I. L. Knunyants. 1988.