ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Диссипативная функция многофазной гетерогенной среды из "Системный анализ процессов химической технологии. Процессы массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы" В современной литературе зачастую смешивают понятия движущих сил массопереноса в сплошной фазе и движущих сил массопереноса через границу раздела фаз. Величину потока массы, проходящей через поверхность раздела фаз, наделяют перекрестными эффектами, полученными теоретически только для потока массы в сплошной фазе. Ниже покажем, что структуры движущих сил массопереноса в сплошной фазе и через поверхность раздела фаз различны. [c.60] Соотношения (1.171) дают систему феноменологических уравнений для определения массо- и теплообмена в несущей фазе. [c.64] Первое слагаемое в (1.173) и (1.174) (сумма в квадратной скобке) выражает закон Фика в полном потоке переноса массы, второе слагаемое — эффект термодиффузии, третье слагаемое характеризует закон Стефана. Обозначим через е отношение скорости вдува в частицу к скорости набегающего потока (Vt—Vi), т. е. [c.65] Из соотношений (1.183) и (1.187) следует, что стефановский поток влияет на общий перенос массы, но молекулярный перенос вещества диффузией не влияет на силу сопротивления. [c.66] Соотношения (1.187) н (1.188) получены для газовой смеси с частицами. [c.66] Легко видеть, что описание потоков тепломассообмена для гомогенной смеси (без наличия включений) является частным случаем системы феноменологических уравнений (1.187) и (1.188) и определяется соотношениями типа (1.193). [c.67] Отметим еще раз, что полный поток переноса массы получен из соотношений между термодинамическими потоками и силами одинаковой тензорной размерности. В гетерогенной системе в неравновесных процессах участвуют только три силы градиент давлений (концентраций), градиент температур и вектор разности скоростей между несущей фазой и частицей. Именно наличие вектора разницы скоростей и определило теоретически закон Стефана. [c.67] Соотношения для движущих сил массопереноса вещества внутри сплошной (несущей) фазы (1.169) (прямой эффект) и через границу раздела фаз (1.198) существенно отличаются друг от друга. Достаточно сказать, что соотношение (1.198) не содержит перекрестных эффектов, а является прямым эффектом в общем потоке переноса массы через поверхность раздела фаз, в то время как наличие градиента температур в сплошной фазе служит появлению перекрестного эффекта в потоке массопереноса внутри сплошной фазы (1.181). [c.68] В зависимости от значений температур фаз наличие второго слагаемого ускоряет или замедляет массообмен между фазами. Обозначим АТ=Та—Т . Если ДГ 0, то процесс ускоряется. В работе при изучении газофазной кристаллизации (нафталин — воздух, магний — аргон, цинк —аргон, алюминий — аргон) этот вывод подтверждается данными табл. 1.1. [c.69] Как видно из табл. 1.1, скорость кристаллизации достигает наи-больщих значений в режимах с большим значением скачка ДГ. [c.69] Соотношения (1.202) являются частным случаем системы (1.198) и (1.199). [c.69] Приведем типы аккомодационных соотношений и движущие силы массопереноса, соответствующие этим аккомодационным соотношениям. [c.70] Соотношение типа (1.219) качественно подтверждается результатами работ [62, 63]. [c.72] Отметим также, что (1.219) получено нами на основе применения к гетерогенной системе аппарата неравновесной термодинамики, разработанного именно для гетерогенных сред. [c.72] Правомерность введения а-фазы следует из того, что на межфазной границе, где молекулы взаимодействуют не только с молекулами своей фазы, но и с близлежащим слоем молекул другой фазы, свойства вещества и его реакция могут заметно отличаться от свойств этой же фазы на существенно больщих расстояниях от межфазной границы, но все еще малых по сравнению с размерами кристаллов. [c.73] Введем обозначения Ыг, pz f dr — характеризуют интенсивность перехода массы из а-фазы в г-фазу и из г-фазы в о-фазу соответственно в единице объема за единицу времени Jiafdr — интенсивность перехода из несущей фазы в а-фазу в единице объема за единицу времени J ifar — интенсивность перехода массы из о-фазы в несущую в единице объема за единицу времени. [c.73] В самом же общем случае потоки через поверхностную фазу могут быть не равны, т. е. рг1%.ф]1 йг, lafar. [c.73] Первый член уравнения (1.228) характеризует работу внутренних сил по изменению объема о-фазы, а второй — работу внутренних сил по изменению поверхности включения. Скорость зародышеобразования в данном случае не рассматриваем. [c.74] Из определения (1.230) следует, что изменение полной энергии смеси определяется только внешним воздействием. Тогда выражения в правой части соотношения (1.231)—типа источников энергии должны равняться нулю, т. е. [c.75] По аналогии с предыдущим роль источника или стока тепла, необходимого для фазового соотнощения, отведем поверхностной о-фазе, т. е. [c.76] Вернуться к основной статье