Коэффициента массоотдачи

Величину коэффициента массообмена р, входящую в неопределяющий диффузионный критерий Нуссельта Л/«„==р//Д находят из критериальных уравнений, полученных из теории или из опытов. Для установившегося процесса массообмена такие уравнения имеют вид:

В данных уравнениях NuB = p//D рассчитывается с использованием коэффициента массообмена для неконденсирующегося компонента смеси:

'-. Обработка опытных данных с определением коэффициента массообмена производилась после вычисления температуры поверхности раздела фаз, равной T"sa при условии равенства единице коэффициента конденсации, а затем парциального давления конденсирующихся компонентов и состава смеси у поверхности конденсата:

Интенсивность массообмена можно описать формулой, аналогичной формуле Ньютона, используя понятие коэффициента массообмена ро:

Расчеты показывают, что характер зависимости коэффициента массообмена от расхода вдуваемой компоненты оказывается таким же, как у коэффициента теплообмена. Это чрезвычайно важное обстоятельство позволяет распространить аналогию между процессами тепло-и массообмена на случай вдува массы в пограничный слой, что будет впоследствии нами неоднократно использовано. Следует лишь отметить, что снижение коэффициента теплообмена происходит немного-быстрее, а главное он более чувствителен к молекулярной массе вдуваемой компоненты.

В этом диапазоне внешних условий молекулярная масса вдуваемых продуктов разрушения у различных материалов менялась в следующих пределах: графит — от 30 до 28, фторопласт —от 98 до 84, фенольный найлон — от 22 до 14, а материал «Аполлона» — от 22 до 17. У всех материалов, за исключением фторопласта, кривые изменения коэффициента теплообмена (рис. 4-18, а) оказались достаточно близкими (угол наклона на линейном участке соответствует 7 = 0.6). Что касается коэффициента массообмена, то расслоение кривых несколько большее (рис. 4-18,6), а угол их наклона круче.

В этом случае результаты расчетов можно обрабатывать по двум различным методикам. Во-первых, можно ввести новый коэффициент вдува, определяющий наклон линейного участка зависимости коэффициента массообмена от расхода Gg:

Уравнение (25) для паро-воздушной смеси подобно уравнению (10) для чистого пара. Эти уравнения показывают, что тепловой поток от паро-воздушной смеси или чистого пара к пленке конденсата зависит от величины коэффициента массообмена.

Для интенсификации теплового потока при конденсации пара из паро-воздушной смеси необходимо обеспечить условия, способствующие увеличению коэффициента массообмена, т. е. необходимо усилить процесс массообмена путем одновременного увеличения скорости смеси, температурного напора, разности давлений !рп—рпд \ и т. п.

ность массообмена, как и теплообмена [см. формулу (3.5)], сначала снижается, а затем стабилизируется. Эмпирическая зависимость для максимального (при оптимальной скорости псевдоожижения) коэффициента массообмена слоя с погруженным в него телом диаметром 6 = 10-^-60 мм имеет вид

Рис. 3.3. Зависимость безразмерного коэффициента массообмена Sh = pd/Dr между кипящим споем и погруженным в него телом от числа At:

Сравнение локальных коэффициентов теплоотдачи, полученных в эксперименте М. Э. Аэрова и в описываемой работе, показало, что данные М. Э. Аэрова по массоотдаче при Re = 3-103 описывают качественно ту же картину распределения относительных значений коэффициента массоотдачи, что и в опытах по локальному коэффициенту теплоотдачи. Так, в горизонтальной плоскости при наличии шести точек касания с соседними шарами значения относительной минимальной массоотдачи равны 0,55—0,7, а максимальные значения на гладкой поверхности вдали от точек контакта—1,28—1,37, т. е. отношение алокС /а™" составляет 2—2,3. Совпадение относительных локальных коэффициентов массоотдачи и теплоотдачи при наличии точек касания в лобовой и кормовой областях получается также удовлетворительным.

Для определения коэффициента массоотдачи необходимо составить и решить систему дифференциальных уравнений переноса массы.

скорости реакции совершенно не-влияет на скорость процесса W, которая определяется только условиями диффузии реагента. Сам процесс химического взаимодействия протекает столь интенсивно, что весь реагент, доставляемый к поверхности раздела, немедленно вступает в реакцию, поэтому его концентрация у поверхности практически равна нулю. В этом режиме интенсивность сгорания увеличивают путем увеличения коэффициента массоотдачи.

На рис. 17.8 схематически показаны различные системы сжигания твердого топлива. Обычно твердое топливо сгорает при высоких температурах в диффузионной области, т. е. процесс можно интенсифицировать лишь посредством увеличения коэффициента массоотдачи р между поверхностью топлива и омывающим ее воздухом. При обтекании" одиночной сферической частицы потоком воздуха '

В общем случае аналогии между теплопереносом и массопереносом в описываемом процессе нет, поскольку в массообмене частицы слоя, не адсорбирующие диффундирующее вещество, не участвуют, а в переносе теплоты они всегда играют активную роль. Лишь в слое крупных частиц (Аг > 106), в который помещено небольшое инородное тело (б - d), газ, фильтрующийся у его поверхности, не успевает существенно прогреться и тем более передать теплоту соприкасающимся с телом частицам. Следовательно, последние не включаются и в теплоперенос, поэтому между тепло- и массопереносом здесь существует аналогия, позволяющая пользоваться для расчета безразмерного коэффициента массоотдачи - числа Шервуда Shj = 3d/Dr зависимостями, полученными при изучении теплообмена, т.е. формулой (3.1), которая для случая массообмена будет иметь вид

Приближенно можно предложить следующую зависимость для расчета коэффициента массоотдачи при б/d > 1 (во все комплексы подставляется размер частиц d):

Модификации моделей описываемого класса различаются способами подсчета коэффициента ()„ массоотдачи между пузырями и плотной фазой и учета перемешивания газа в плотной фазе. В [78] фактор переноса V, в который входит коэффициент массоотдачи Рп, определялся экспериментально по времени сгорания частицы.

Распределение коэффициентов массоотдачи (как и теплоотдачи) по длине канала неравномерно; в пучности скорости стоячей волны массоотдача максимальная, а в узлах — минимальная. Максимальное увеличение массоотдачи при Re < 150 составляет К = 2,7. В узлах скорости стоячей волны наблюдается уменьшение коэффициента массоотдачи на 10% (рис. 48). Измерение осред-ненного по времени профиля скорости по сечению канала в зависимости от уровня звукового давления вблизи пучности скорости представлено на рис. 49. С увеличением интенсивности звуковых колебаний профиль скорости в ядре потока выравнивается, а вблизи стенки становится круче, т. е. режим течения принимает характерные особенности турбулентного потока.

Рис. 48. Зависимость относительного коэффициента массоотдачи в пучности (а) и узле (б) стоячей волны от уровня звукового давления

уравнения (2.4) заключается в определении коэффициента массоотдачи или теплоотдачи и аэротермических характеристик воздушного потока. Объемный коэффициент рху связан с основными параметрами капельного и водного потоков соотношением [20]

система уравнений (1.3) достаточно полно учитывает многообразие факторов, влияющих на эффективность работы охладителей. Вместе с тем эти уравнения сами по себе не несут информации об индивидуальных особенностях того или иного охладителя. При расчете градирен используются эмпирические зависимости, в которых охлаждение характеризуется объемными коэффициентами тепло- и массоотдачи. Значения объемных коэффициентов применительно к капельным водным потокам устанавливаются, как правило, опытным путем на специальных стендах и установках, представляющих фрагменты натурного охладителя.