Конвективный механизм переноса массы
Поток масел за счет конвективного механизма связан с конвективной скоростью :
(2.12)
В случае многокомпонентной среды можно рассмотреть поток масел для каждого компонента:
(2.13)
Здесь i – номер компонента, плотность компонента i. Зачастую удобнее использовать поток вещества, а не массы:
(2.14)
Здесь мольная масса компонента i, мольная концентрация.
Турбулентный механизм переноса массы.
Турбулентный перенос массы можно рассматривать по аналогии с молекулярным, как следствие хаотического перемещения вихрей. Вместо коэфицента молекулярной диффузии Dм вводится коэффициент турбулентной диффузии Dт и поток массы i-того компонента за счет турбулентной диффузии записывается в виде:
(2.15)
Если учесть, что молекулярная диффузия сохраняется и при турбулентной диффузии можно записать:
(2.16)
Поскольку объемы сред, участвующих в турбулентных пульсациях, значительно превышают молекулярные размеры, интенсивность турбулентного переноса массы в пристенной области существенно выше молекулярного.
DT/DM » 102¸105
При конвективном движении среды поток массы (или вещества) определяется как сумма конвективного и молекулярного переноса, а при турбулентном режиме к ним добавляют и турбулентную составляющую.
|
|
Перенос энергии.
Полную энергию системы на еденицу массы можно записать:
E¢ =U¢ + E¢K + E¢n (2.17)
U¢ - внутренняя энергия системы
E¢K – кинетическая энергия системы
E¢n – потенциальная энергия системы.
Энергия может передаваться в виде теплоты или работы.
Теплота- форма передачи энергии на микроуровне.
Работа- форма передачи энергии на макроуровне.
Молекулярный механизм переноса энергии.
Молекулярным механизмом перенос энергии осуществляется в форме тепла. Поток тепла за счет молекулярного механизма в условиях механического и концентрационного равновесия может быть представлен в виде:
(2.18)
l - коэффициент молекулярной теплопроводности
ÑТ – градиент температуры. Это уравнение носит название закона Фурье.
В общем случае в плотных газах и жидкостях поток тепла будет определяться поступательным переносом кинетической и потенциальной энергии молекул ,а так же столкновительным переносом:
|
|
l = lк+lп+lс
Порядок l: для газов l » 10-2 Вт/мк
для жидкостей l » 10-1 Вт/мк
для металлов l » 102 Вт/мк
Конвективный механизм переноса энергии.
Поток энергии, переносимый движущимся макроскопическим объемом за еденицу времени через еденицу поверхности можно записать:
(2.19)
Турбулентный механизм переноса энергии.
Турбулентный перенос энергии можно рассматривать по аналогии с молекулярным:
(2.20)
Коэффициент турбулентной теплопроводности lт определяется свойствами системы и режимом движения среды.
Суммарный поток энергии при конвективном движении складывается из молекулярного и конвективного переноса, а при турбулентном движении из молекулярного, конвективного и турбулентного переноса:
(2.21)
Перенос импульса.
В рассмотренных выше явлениях переноса массы и энергии переносимые субстанции являлись скалярными величинами, а поток скалярной величины есть вектор. Импульс сам векторная величина, а ее поток будет обладать большей размерностью, а именно, представлять собой тензор второго ранга, для задания которого требуется уже 9 чисел.
|
|
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 383; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!