Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Интегрируя полученное ураииеяпс, найдем ) ).'23) — .--' =- екр ( . — „,,) . <3.2й Эта формула лает из генеиче тсиазрагуры жпдкаст вдоль трубы )2 — длина грубы чс «лу сочения ш ! н У Иначе ГТ вЂ” Т; )3-) Бслн гелер» определить сродно~а эфгрективну~о разнос) те пзерагур йз,„ нз условия, что произведение Гу а на пя вшаь стенки равно количеству отданного тепла, тт нсд средственна вз )3-23) получим; )33 заданной длине трубы, равно произведеяша Т вЂ” Т на плоптадь стоики и кюффнцаевт теплшлдачп )прийпььгсмый постоянным), так как эффективная разяость темиеряту)з, вызываю~дан поток гсгша, уисньшастся по мере продяпжь впя жгьтггос~и по трубе, жидкое ь сгреьгитси к топлое иу равновесны с поверхностью стенки Представляет питерса выяснить, чему равна эффективная разность температур.
Ригсмотриэг ш резак трубы длиной ой Каличжгва тгпзэ, отвеггеннага через стенку, равна )меньшеиию энтальпик гштавш Тогда Ваш гягза О„, ггазыггаегса среди логврпф ш веков рз . ,,; гыо тетгпврагур. Урзвненпс (3-20) показывает, что жидкость прил.тижа, ся к термическому равгювесшо со стенкой асвмптотвческн в Г, равна Т, лишь для бесконечно дпшчого трубапргыода. Лля кругл 0 трубы а"= з (г) — дгге ге~р трубы). Взгггч сы гес уравггсгггго () 24) прыти пгсг вгш Т, — Т, .—-ГТ вЂ” Т,) акр à —,0„ ()-27) Ьезрззмерны й гюмалскс ††', мозино .гаппсать в виде О ° — Комплекс — носят назааггие крншряз Снш»шз (ВЗ).
Он ы кет быть выраж и чер з уве пзвесишю ь зп гс(тая: н ч дерг р (3.28) Кргггерггем Стантагга особенно удобно пользоваться длн внугрсиннх течений, так ьак, во.первых, он входит непос. релсгяевно в уравнение типа (3.24) и, во вторых, в турбул пене» потоке его значепче лашь слабп запаске от ярчтсргг~ Рейнольдса. Так, например, Мак-Адалгс (МсАбшпз, )0Ч2) рекочеадует для турбулентного гсченва в глвлких шигаых трубах следуюшее ураввешгс 3(.= 0,0220 7(е Рг (3 29) гзс в качоствс карактерног раз»ера в Рс вхошю дначетр тр)'Сы П дставлян эго выражение а уравнение (3.27), для в олуха прп Рг=0,710, получигп Т ...-Т =.(Т вЂ” Т,) р( — 0,))0 -~ГЯГ) .
(Ъ.3Г)) уак каь критерий Рейвсльдса входггт в сголь лззлой спзпев:г, то мшкио заключить, что расяределение тсмперату;гы по '"сс трубы почти не зависит от скорости потока (казфф пгпеят теплоотдачи возрастает пошн пропораионзльно е в,е.,п) 7Г С чя е югуя При лтскяннн тиретой струи в холодную,кндкаст .*п"р*дача теплы осущгстнляетсл пасрелстиом тсплопровот поггп и калинкина. И в элам сл)чее можно наимтп изс шрчы, зависящие е безразмерных каор!шпагах только п скорости и геометрия струи, а также от сяайста жидкгсти Исходный лоток может быль лачннарным, частюки лли полностью турбулентным Изучспг~ю стр)йиыт тсчснпч лз. ,г 3 л г в ы л га гг га гг РЛШ Р Е ЛГ, Л,ЛРЛ гаящсны мггггочлслеипые теорем юскпс а эжперпмсптяльиые исследования, лсчерпывшошнй обзор кагарык дан Ф ггстолом и !Лапира (Гагмай апб 5йараа, 19бО), Нанбот»- шнй шперес для изучающих пропсссы гаревая представляю лучай.
котла струя жндксстгг нтеяяет в саутный потйх ина) скорее:и, причем поток по.зиостыа турбулеимгый. Этот случай нзучагюя теоретически Скяайрам и Трат жером (59шге вк) Тгоппйег, 1944) и экспериментально Форсталом и П!лппро (Гогз1ай апб 5)зарыто, 1950) и Лэнщик ч н РЛаоира (!Глоб)з апб 5)гар)га, 1951). При морепшежон ращмщренпн поток иредполагаешя турбулентным н пспальзуежя георля нуги смеше шя ш~я перепаса количестве гшяжепия (Оо1бз)епт. 1938), ь этой георнк прчппмастся, чта ьозфф пгпснг тгрбуленгпай диффузия ппопаршюпалгн ко, ш и течения и раэтмрам струп Теория ьдгвтшпорятмпьно ыасрждается экспериментом.
На рис. 3.0 дэны в безразшх координатах линии постоянных скораггеб и темпетр, полученные Лэштисотг и Шзшзро, для зяаченид ,и,, юеюш пачягюиыч скоростся поггюа (Г, и струи би 0=: —. "... 023, и опгошенив плггттиэс~еп 2=-3 =002 !(эк г„ в~дню оз рисунка, тюнин теиперптур расхо.тятек знаю те,ыю быстрее, чеч линии скоростей; янош нне турбуз,э,гиок вязкости к турбулентной тетгперэтуропроводйости с,,~эвляот примерно 0,7, г, е, .турбулентный' и ,латгнез-чьгй" критерии Праидтля ряаны между собой. Устаиов. кя ь что расписдсления томператур н скоростей по ралоусу опии (э направлении, перпендикулярном асп( ю туг быю зц: яситпзрованьг одинакозыпп оырэженияии.
ь — п„г — г„ г.. г — -радиалыюе рассшяиис, г — радиус, катер му аюгэзтстэует среднее значи. пис переменных величии; 0 и Т, — скорость и температура иэ оси струп. ученынеиие скорости или тс гиерш уры по оси струи по "имеется слепуююему заьону (3-32) гз с расстояние от соила (ио потоку(;  — диаметр струи; — — относительная денна .пмеипиалькгпи ядра" г е О расстояние ,го точка, где осевая скорос~ь шзчинпст оюпшзгься от нагальисй скорости сгртн (приближенно 1 = 4+123); и — константа парядк» единииы.
узким пбрззом, процесс счешения опрелеляешя главным обре » отношением скоростей, причеы если скорости пер. эичи:о и втор,иного истоков уэеличииаготс» адане (р остается посюяитгым), го смешские происходит вдное бь ькзрее, шк что иштермы остаются без язмепениб. 11ри узеия" пии дни~мегрэ струи в 2 раза во столы о же риз эаа- 7З растает расстоянпе, на ьошром знв ашпс ючпературы па осн струн падает до заданной нелнчины Ллааоююнш1 ха. рактер процесса следуот ожидать н а более сложных зо сравпенню г р;юсмотренной выпю системах струй н .юш. нов, ссш пвчевнс крптсрвя Рейнольдса достаточно вс пжо.
З МЛССООБМНН Еслн теп.юобмеп сеть процесс оьп~аанввегшя течпсрагу. ры, то массообмюг прелставляет собой процыл вырав~ пзж нпя составл Массообмен гшеет большое зпаченпе в процессах го1юггпя, хотя взучвлся он гланным ооразом в связк с празессаьзи, протекаюшнмп бео хвмаческнх превращений, как, например, испарение, абсорбцвя газов, еунгка н лругле технологические процессы. Обычные методы расчета, врнмм нлемые в этой облаешь с псчерпывающей полнотой пзло.
жшпз в юнпг Шервуда в Пнгфорде (Яйегыоо( апб Р19(огб, 19921, Предгзгаемая новая метогщка расчета (брвщ пй, 1954, ЬК отлгзчаюпгзяся от класса некого пшоження т ье званых веторан, была разработана для того, чтобы позучвты зпиверсальпый метод ргмчега скоросте мзосообменя как прд цал~гчпгд так н пра отгутствни розтсцнй. Класон юскнс мего. ды, хотя з простых случаях н более точные, не даю, юь можвости пгиучнть обобщенные решения Рассмшрнм сначала чвосгюбмеп прв оюутсюип р лч. мин, сосредоточив свое внимание на прнроде действуч ш'и свл Вопрос о массообмене прп на пшлн р.воган будет на топ жен н следующей глзве. Д Фйтм а гш Зш зю» Если состав покоящейся газовой смесн нсоднорож в разлнчньж точках пространства, то молюгулярпое двлж нне приводят со времеггем к его выравниванию. Каждг компонент перемешается лз облвстн с оолее высокой кы центрацней в область с более ннзкой коншнтрацнсй Эксб рпмешалыю установлено, что диффузионный поток поч( ~очно проторцнонален градаенту концентра*пю (закон ф каП Для газов этот закон бычяо зггпнсыааюг в вале Г ' 'к,г' Кт срб гд» Гг, -- масса к л'понента /, диффун герры~пего чей члосю сгь .кг в единицу яре геня па ещппюу й пгадп, Я вЂ” глз впя ппстпяпгюя кггьгппнснтв 1'; р — паргшальнос давление ьочповснта ), у — расстанние; У ° .абсолютная тсчперагурз; Л вЂ” константа, нс зависящая 1в псрвоч прнблпжсиии) ог соотношенпя ьгсждч коыпокснточ 1 ~ другпч газом, но харюшсрнвя длв них обпнх.
Пы будсм здесь пользоваться другой формой урания. им, взсдя в качества переменной массу гп иочпоиеита 1 гы сдиивцу массы очес». Эта форма урзвнсюш явлаатся бгюс простой, может быть обобщена на сисшмы, вк.пачзгпцнс химические реакдип, н ясчпогпч уступает в точи с»~ обычной форме. Пскодное уравнсино вчсст ввд пь Π— — Пр 'г ю гд р — плотность стюса; ш, — относительная массон«я коинснтрзцня коьгпгигсптя ).
Г юггуст замсггть, пп лг; — бсзратмсрная велвчина. При ран«пан вэродпнамичюких задач, связяняы«с массообмс. о тс удобасв пользоватьсп урависнном тивз 13-34), а когаРш ~лптвость зтодпт непосредственно. Преобразования уравнения 13-331 к виду, содсржащему плотность и массовПо концснтрзпию, дает гдс 31г Дгз — молсьуляраыс асса соотвстствсвно дкффуплирт юшсга вкцгжтва н среды, а которой пршюходит днффузив Пользоввзие уравнсняем 13.34) выссго 13-35) равнозначно прснебрсженвю разницей в нолекулярных весах кочни~ «гпов смеси. Знаепсльная ошвбна поту«каток лишь " т«х ступнях. когда молекулярный вес днффутгднруюшеуо всжсстза очень силыю отлячзстся ат молекулярного веса шт, з котором пропсхожш дкффуззя, а таяже когда отао.
тяга«якая кояцслграния этого всжества велика. Однако зо кон всс» сколько-нибудь сложкык задачах нчяхадктс» з кпице вишиз неявно пршшмвть зто лопущенас; лаже при олен«е назвони крзтсрпя Рсйиоггьдсв нсобкодвм выб~ величины эня, лтопгс тп ьоторую прнходиюя принимать пгютпкггпой. Поз< сп прсастппляегся баме праввльным с самого начала РспсбР"чь измсн киями плотности и выиграть в пРостоте тз расчета, че» полукпь с помощьнз дгшпиого рида иь шслснн) батсе талка выражение лько дла тою, чтопм погерать эту точность на »оследаем этапе Уравнение (3.34) аналогично ураиншппо тгп.топровод. по ти Поэтому естественно, что и днфферепггпалюос ураанспие молекулярной днффззпп а жидкосю при усгааовзгвшсчся движении очень сзогзно с ураэиенаем шл тсплооб. мена, э именно где к,у. г- ~рлюбгг.
ьаме к~хгрдшгатьс и, и, и — компонспгм скп)гости по осам л, у, а Уравнение (3.36) выражает равенство количества вгщй сгза /, энесениого лпффузией в сдшнзцу объема, и нозпче ст.за пешастаа, эынзсепишо из нш.о хоивеклией Огго амвошпсн так же, как и ураннепие (3-4), с которым сто и пад.тежиз сраннииать. В уравнении (3-36), так же как и в (3.4), згранвбрещетси изменением к эростраастве козффкппснтз лиффуанк н плотности. Лпалогиа станоиитса особенно полной, если заметать, что лла обычнмх газон, в частности лля смесей, компоасптм кагормх имеют одннаьоаое число атомов а молехуле, коэф( фипиепты молскулнрлои диффузии Р и течпературоправоД ности л и соогиеютвик с кинетической теорией газов ( глаау 5) инешт одниаковмй порндоь «елнчинм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
