ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние массообмена на теплообмен и анализ формул для определения коэффициента теплоотдачи влажных материалов из "Сушка инфракрасными лучами" Исследование процессов тепло- и массообмена влажных материалов с внешней средой представляет сложную теплофизическую задачу. [c.113] Впервые процесс испарения был исследован в 1740—1750 гг. русским академ иком Г. В. Рихманом, в результате чего им была создана теория исихометра, которая в дальнейшем легла в основу всех исследований в области кинетики испарения. [c.113] В 1803 г. Дальтоном был установлен количественный закон испарения жидкости со свободной поверхности (для установившегося режима), аналитическое выражение которого имеет вид . [c.113] Ро — парциальное давление паров в окружающей среде, мм рт. ст. [c.113] Исходной гипотезой этой теории является линейный характер распределения температуры и концентрации пара в пограничном слое. Коэффициент теплоотдачи/ характеризующий теплообмен между окружающей средой и поверхностью жидкости, определяется критерием Нуссельта, а коэффициент массообмена (влаго-обмена) — диффузионным или гигрометрическим критерием Нуссельта. В обоих случаях критерий Нуссельта Вычисляется как отношение двух соответствующих коэффициентов, умноженное на характерный размер поверхности жидкости или влажного материала. [c.114] И — молекулярный вес паровоздушной смеси у поверхности воды и в окружающей среде. [c.115] В последующих работах по сушке влажных материалов И. М. Федоровым, Шервудом, Фабрициусом и др. были сделаны попытки использовать соотношение Льюиса, полученное из аналогии процессов тепло- и массообмена, а следовательно, и идентичных дифференциальных уравнений, но с введением в него некоторых поправок. Практика не подтвердила соотношения Льюиса, а попытки внести поправки в это соотношение также не имели успеха, так как расчетные формулы не давали правильных результатов. [c.115] Однако экспериментальная проверка В. А. ГусеёыМ преД ложенных ИМИ формул показала, что эти формулы не описывают с достаточной точностью процесса испарения и нуждаются в уточнении. А. В. Нестеренко и Н. Ф. Докучаевым [Л. 16 и 55] экспериментально было показано, что в пограничном слое поле температур не подобно полю концентраций. [c.116] Эта проверка была осуществлена сравнением кривых относи-тёльных послойных температур с кривыми относительных - послойных концентраций. [c.116] Условная толщина пограничного слоя во всех опытах получалась большей по температуре, чем по концентрации. [c.117] НИИ путем введения новых критериев, характеризующих влияние переноса массы на ле ренос тепла. [c.117] Первый член равенства, стоящий в правой части, учитывает перенос вещества, вызванный градиентом концентрации, второй член —поток вещества, вызванный градиентом температуры, и, наконец, третий член учитывает молярный поток вещества. [c.118] Молярное движение влажного воздуха в пограничном слое увеличивает перенос массы. [c.118] С увеличением температуры поверхности воды, т. е.с увеличением р , наблюдается возрастание относительной доли молярного потока при 4р = 200 мм рт. ст. ее величина достигает 17%. [c.118] Относительная доля термодиффузионного потока массы также увеличивается с увеличением Др (т. е. с увеличением температурного градиента), однако ее величина весьма незначительная и составляет при Др 200 мм рт. т. всего лишь около 1 %. [c.118] Модель молекулярного механизма теплообмена, не осложненного массообменом, можно представить таким образом вблизи поверхности теплообмена наблюдается ламинарный слой, в котором передача тепла обусловлена только молекулярной теплопроводностью. При этом решающую роль в передаче тепла играют парные соударения между молекулами. [c.119] Затем имеется поверхностная область в которой передача тепла происходит как теплопроводностью, так и конвекцией (ламинарный СЛОЙ с слабо выраженной тypбyлeнfнo тью), и, наконец, следует турбулентное ядро потока, в котором передача тепла происходит путем гидродинамического перемешивания (молярный теплообмен). [c.119] В случае теплообмена, сопровождающегося массообменом, механизм процесса несколько видоизменяется. Наличие потока вещества в направлении нормали к поверхности испарения ускоряет молекулярный перенос тепла, что вызывает увеличение коэффициента теплоотдачи при прочих равных условиях. [c.119] Вернуться к основной статье