Подобие диффузионных процессов
Уравнение конвективной диффузии математически описывает процесс массопереноса в одной фазе и для вывода критериев подобия оно должно быть дополнено соответствующими условиями, характеризующими массообмен на границе раздела фаз.
При одномерном диффузионном потоке в соответствии с 1-м законом Фика к поверхности раздела фаз будет передано количество вещества:
dM = - D dFdτ. По Закону Щукарева: dM = dF ΔC dt , отсюда:
- D = .
На основе теории подобия после деления правой части на левую без учета знаков математических операций, замены x на (определяющий размер) получим:
- диффузионный критерий Нуссельта – характеризует массообмен на границе фаз и является аналогом теплового критерия Нуссельта.
Из дифференциального уравнения конвективной диффузии для одномерного случая:
путем деления правой части уравнения на 1-ое слагаемое левой части, после преобразований получаем:
- диффузионный критерий Фурье, который характеризует нестационарный диффузионный процесс.
Поделив 2-ое слагаемое левой части на правую, получим:
- диффузионный критерий Пекле, который характеризует подобие полей концентраций по длине пути.
Гидродинамическое подобие в массообменных аппаратах характеризуется критерием: Re= ; ,
PrD- диффузионный критерий Прандтля, характеризует подобие полей физических величин.
Учитывая, что критерий NuD является определяемым, общее критериальное уравнение конвективной диффузии записывается следующим образом: .
При вынужденном движении исключается Gr, т.к. естественной конвекцией можно пренебречь, и или .
Для естественной конвекции из общего уравнения выпадает критерий Re: или .
Значения коэффициентов А, m и n определяются исходя из опытных данных для конкретных случаев диффузионных процессов.
Критерий NuD вычисляется по полученным критериальным уравнениям и по нему определяют : .
Абсорбция
Абсорбция – процесс поглощения газов или паров из газовой или парогазовой смеси жидким поглотителем.
Поглощаемое вещество – абсорбтив, распределен в инертном газе.
Поглотитель – абсорбент (жидкость).
Процесс – избирательный и обратимый. Различают физическую и химическую абсорбцию. Примеры абсорбции: получение Н2S04, аммиачной воды, чистка отходящих газов.
Дата добавления: 2017-10-04; просмотров: 1309;