ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Диффузионный пограничный слой. Уравнения теории пограничного слоя при наличии массообмена из "Тепломассообмен Изд3" На практике часто встречаются случаи тепломассообмена в двухфазных системах (например, испарение, конденсация, сублимация и др.). При этом перенос вещества через граничную (межфазную поверхность) обусловлен фазовыми переходами. Уравнения, выведенные выще (см. 14.3— 14.5), справедливы для каждой фазы. На границе раздела фаз потоки вещества, энергии и импульса должны удовлетворять определенным условиям, иногда именуемым условиями совместности [47]. При этом используется собственная система отсчета координат, привязанная к данному участку или точке межфазной поверхности. [c.382] На межфазной границе выделим точку М (рис. 14.4) и вокруг нее опишем малую замкнутую поверхность. Эта поверхность будет ограничивать элементарный контрольный объем АК = 2А5Ду, охватывающий две фазы. Для определенности допустим, что одна фаза — жидкость, другая — газ. Характеристики первой фазы будем обозначать верхним индексом один штрих , а второй фазы — индексом два штриха . [c.383] Уравнения (14.356) и (14.35в), в частности, используются для определения температуры межфазной границы. При этом в часто встречающемся случае низкой интенсивности фазовых переходов полагают, что скачок температуры на межфазной границе отсутствует и Г = Т = Т (р ), причем р = р (лапласовым скачком давления пренебрегают). При не слишком высоком давлении для парогазовой смеси температура полупроницаемой межфазной поверхности равна температуре насыщения при парциальном давлении пара р а массовая концентрация с легко определяется при известном значении р . [c.385] Если оба компонента пересекают границу и присутствуют в обеих фазах, то концентрации с и с определяются так, как показано на рис. 14.5. [c.385] ВЛИЯНИЯ поперечного потока массы на распределения скорости и температуры в задачах массопереноса, касающихся процессов испарения, конденсации и др. [c.386] Понятие диффузионного пограничного слоя поясним на примере обтекания воздухом влажной пластины (рис. 14.6). Концентрация паров воды на поверхности пластины равна с. а в потоке воздуха — с,оо- В пределах тонкого слоя толщиной 5д величина С] изменяется от до С с,оо (обычно принимают Су = 0,99с, оо). Толщина и представляет собой толщину диффузионного пограничного слоя для первого компонента (паров Н2О). [c.386] В основе теории пограничного слоя лежит допущение, что толщины 5, 5. , и бд малы по сравнению с характерным размером тела /д. Оценки показывают, что это условие выполняется при больших числах Ке, Ре и Ре ,. Тогда молекулярные переносы импульса, энергии и вещества существенны только в пограничном слое, а за его пределами ими можно пренебречь. Часто приближением теории пограничного слоя называют такой способ изучения явлений переноса, когда пренебрегают продольными диффузиями импульса, энергии и вещества и считают, что процессы переноса осуществляются только в поперечном направлении (в направлении, перпендикулярном к поверхности тела или межфазной границе). [c.386] Несмотря на то, что уравнения теории пограничного слоя проще полных уравнений процессов тепломассообмена, их решение представляет собой сложную задачу. Оно возможно только с применением численных методов. Поэтому в инженерных расчетах в настоящее время используются приближенные методы, среди которых основным является метод аналогии процессов тепло- и массообмена. Наряду с этим применяются интегральные методы, например метод Кутателадзе—Леонтьева (см. 6.6). [c.387] Вернуться к основной статье