ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидродинамика и тепломассообмен при пленочном течеСовместный тепломассообмен из "Процессы и аппараты химической технологии Том1 Явления переноса макрокинетика подобие моделирование проектирование" Соотношение (6.44) указывает на то, что принцип И. Пригожина справедлив при условии, когда система находится в стационарном состоянии, достаточно близком к равновесному. [c.411] Перечисленные в 6.1 закономерности принципов самоорганизации или хаоса требуют всесторонней экспериментальной проверки на различных физических, химических и биологических объектах. К сожалению, в настоящее время столь широкая проверка затруднена проблемой поиска необходимых определяющих параметров для оценки самоорганизации либо хаоса [19]. [c.411] Несмотря на это, проверим найденную закономерность, используя известные экспериментальные данные для различных гидродинамических, химически реагирующих и физико-химических систем. [c.411] Из рис. 6.7, где показаны результаты опытов и теоретических расчетов [1, 44], видно, что в условиях регулярного режима, моделирующего процесс самоорганизации, существует линейная зависимость фазовой скорости (распределенная система) от амплитуды волнового течения тонких слоев жидкости. Аналогичная зависимость имеет место при течении тонких слоев, испытывающих различные физические воздействия, в частности электрических полей большой интенсивности (рис. 6.8) [45]. [c.411] Наконец, приведем пример, связанный с теоретической биогидродинамикой животных, в частности, с теорией плавания рыб и дельфинов [49-50]. Отметим, что рыбы и дельфины могут рассматриваться как самоорганизующаяся динамическая система, которая при своем движении использует необходимое условие самоорганизации — определенное соотношение фазы (распределенная система) и амплитуды возмущения. [c.414] Полную картину биогидродинамики рыб и китообразных (дельфинов) можно представить следующим образом по размаху тела рыбы движутся тонкие вихревые когерентные образования, создаваемые колебанием носа рыбы. При этом по размаху тела рыбы (дельфинов) возникает упорядоченная вихревая структура, отвечающая рассмотренному принципу самоорганизации. Такой механизм плавания рыб (дельфинов) позволяет разработать новые подходы к проблеме ускорения движения надводной и подводной техники. [c.414] На основании приведенных примеров проявления самоорганизации можно сделать вывод, что предложенное соотношение фазовой скорости (частоты) и амплитуды — мощное средство управления многими гидродинамическими, физическими, химическими и биологическими процессами. [c.414] Описан также случай проявления турбулентности при наличии нелинейной зависимости фазы (частоты) от амплитуды возмущения [51]. [c.414] Генерирование низкочастотного переменного тока коллонщными системами. Как известно [52-53], химические реакции сопровождаются генерированием в колебательном контуре высокочастотной ЭДС и высокочастотного тока. Однако это свойство реагирующих веществ, характерное для взаимодействий на атомно-молекулярном уровне, не рассматривалось с позиции процессов структурообразования, таких, например, как коагуляция, конденсация и кристаллизация. [c.415] Ранее [27-29] было показано, что в ходе структурообразования в коллоидных системах возникает потенциал дегидратационно-десорбционного диспергирования. Электромагнитные поля, ЭДС и ток были обнаружены при изменении структуры коллоидных систем на стадии кристаллизации. [c.415] Проведенные исследования [27-29] позволили установить важную закономерность коллоидная кристаллизация сопровождается возникновением переменного электрического (магнитного) поля с частотой, характерной для каждой системы. Отметим, что появление переменных полей при кристаллизации коллоидных систем — типичный признак коллоидно-химической кристаллизации [27-29]. К тому же результаты этих исследований позволяют предложить существование переменных полей в неоднородных средах (дисперсионные среды), например в псевдоожиженных слоях. Из рис. 6.12 и 6.13 следует, что отнощение доминирующей частоты изменения и амплитуды переменного тока в колебательном контуре различных систем выражается приблизительно постоянной величиной. Это указывает на то, что процессы кристаллизации в коллоидных системах, сопровождающиеся возникновением переменных полей, проходят в условиях самоорганизации. [c.416] Следует отметить, что при организации процесса коллоидно-химической блочной кристаллизации использовались закономерности возникновения самоорганизации. Этот эксперимент также наталкивает на мысль, что в процессе получения стекловолокна целесообразно использовать полученную закономерность. [c.416] Уравнение (6.45) представляет собой не что иное, как применение второго закона Ньютона к жидкости, протекающей через бесконечно малый контрольный объем, причем первый член слева этого уравнения дает отнесенное к единичному объему изменение количества движения в контрольном объеме за единицу времени, второй — изменение количества движения в этом те объеме за счет конвекции в единицу времени. Первый член в правой части уравнения (6.45) представляет собой массовую силу, отнесенную к единице объема. Эта сила приложена ко всей массе тела и действует на расстоянии. [c.417] Нешшейные волны. Течение тонких слоев в условиях волнообразования привлекает внимание исследователей в основном из-за того, что многие химико-технологические и теплофизические процессы происходят именно в тонких слоях [1]. [c.417] Решение нелинейного уравнений (6.49) с граничными условиями подробно рассмотрено в [1], где, в частности, получена полная информация о течении волновой пленки (распределение скоростей, изолиний функций тока) и ее характеристиках (амплитуды, длине волны, фазовой скорости и т. д.). Результаты расчета удовлетворительно согласуются с известными экспериментальными данными. При изменении физикохимических свойств жидкой пленки, например вязкости, практически на два порядка (7 = 2850. . 1,7) расхождение результатов расчета и эксперимента для амплитуды волны (а) колеблется в пределах нескольких процентов (рис. 6.14). [c.417] Массообмен при волнообразовании. В химико-технологической практике наметилась тенденция использования регулярных контактных тепломассообменных устройств в качестве основного элемента тепломассообменного высокоэффективного и высокопроизводительного оборудования, применяемого в процессах разделения и очистки веществ. [c.419] Наиболее употребительное из них — пленка жидкости, взаимодействующая с газовым потоком. Тепломассообменные аппараты с подобным контактным устройством, называемые пленочными, широко применяются для реализации различных химико-технологических и теплофизических процессов абсорбции (десорбции), испарения (конденсации), экстракции, ректификации и т. д. В этой связи понятен интерес к контактному устройству подобного рода и особенно к волновой пленке, контактирующей с газом. [c.419] Уравнение (6.51) дополним граничными условиями при у = Угр h = = /го[1- -ау ( )], с = Сгр при у = О с - О (вдали от поверхности раздела). [c.419] Из сказанного следует, что возмущение, накладываемое на основное движение, может играть двоякую роль. При малой амплитуде в уравнении для поверхности пленки жидкости в виде периодической функции влияние возмущения на характер движения будет незначительным. В этом случае решение уравнения конвективной диффузии будет мало отличаться от решения для гладкой пленки некоторое увеличение коэффициентов массообмена вызвано увеличением поверхности контакта. С увеличением амплитуды наложенное возмущение может сильно изменить характер движения, а следовательно, массообмен в пленке В этом случае третий член в (6.52) становится значительным Иначе говоря, нелинейное уравнение (6.52) имеет два решения при малых числах Рейнольдса и сравнительно больших [1]. [c.421] При а = О соотношение (6.60) отличается на несколько процентов от единицы. Это связано с тем, что формулы (6.58) и (6.59) получены при разных видах распределения скоростей пленки жидкости. [c.422] Вернуться к основной статье