Основы теории горения Сполдинг Д.Б. (1014184), страница 16
Текст из файла (страница 16)
са, но значительно более проста э~з марена может бым получена оз уравиеипя (3.56) Ингегрпруя это уравнена ппжнз бьць перенепгагга с единицей массы гекушей жидко;пь для того чтобы получить смесь, облазаюпгую теми же , ~ецпфкческиигз свойствами, что н свойства жидкости в непосредственной б,гизости к понерхности Эта теореиа, следсшия которой оудут рггсстютрены явнее, имеет особое аначение дзя расюта движущей' силы прп налкчми кими исках реакций.
Разъясним тыырь упаззюм нв спснвфнческие свойстна нз примере ааализа пропет, а одновременного гтротека~гпя тепло. я маесообмена, Маосаобмен лишь в редких случаях не сппроааткдзется ьнзообненом. Пра испарении тнндкости н чашке газа оаа гфшна имеет более ншкую тсмперзтуру, чем газ; следовательно, тепло передается и газа к жвдкоспь Еслл однц пз компонентов газовой счеснпт. г:оюается жвдкой поверхностью, г "зле г выдетгпоше(ся в процессе рас- 1 иренин тепло вызывает векотор ю поньшюняе темпершуры ипзкосгл (по сраэгге~ппо с тем.
г, зев; ы псрптурой газа). Пра горении г н пзкэх н твердых топлив ~епло- р обмен играет, по крайней мере, тз~зчо же рать,что и массооб ~еэ, ю в тгр н пвпе~ьтра. Испарение Лосях пор прв и ° рх пот нс арь эзучеш|и мвссообмепв паше юпо ж наине бы!ю сосредоточено на из нсшвин концептрапгш переноснчпга веш«сзва Рассмотрим ~еперь дополнительно изменение эцтальпии. На рнс. 3 !О сшнатическн показаны профили концеитрштни н темпера. ттрн у поверкности иопарнююсйся жидкости Конвыгшгвпый теппообмеи в успановввшемся ламииар«оч потоке подчиняется уравнению (3-4( Преобразуем зто тр впение аналогично тому, как это сделана па стр. 79 пря рзгсчотреняи граничных условий Величаау нормальной со. ста'.
~яюэтебг гкороста у' поверхности нандем из теплового бв.(зиса л гсх ж" = г.о, .— —. б (пу, (3-37( г.ь' ге — колнчестно тепла, отведенного ог газа, аа едп. нпцт массы испарившейся жидкости; ва ???) -- грздиеп~ ~вмпера~урь нз пов (хиос~и (п иормаг, и!' т еу к ней); ! — к эффиццент тепзопроводпости газа.
Если произвести подстановку б= †, где г .удвльнаа г теплаемкосгь газа прц постгтяинаьг давлен ~н (привятаь неизменной), го легка показать, что уравнения (3-4) и (3.67) преобразуются соответственно в основные дпфферев цпальиые тоавнеиия и граничные условия, приведенные на стр. 79, с той тгщьхо разнпцен, сжо 0 на,ю заменить. !. т коэффипненточ темперагуропроводгюсщ а (= — ц) . От гг ) сюда слелует, что, кзк и раныпе, лвижущая снла дф массообиепв деются выражением Вл ив.ж —" ",„. (3.66 где индекс Н у величины В указыва , что посгжднд волу юла |гз баланса тепла; Т„ и Т, — соответственно тев перагура я погоне жи.снасти и на поверхности, В огггицж ог В» обозигжвм через Ви параметр переноса, полученнщ цз рассмогрепия баланса массы Ви —.=(ж — ггг,))(ж,— ( (см.
стр 8!), где ж обозначает коицентрацпвг дцффунль рующего веп!встав. Оба вырзженяя дчя В применимы одновременно. На дем связь между ниии из условия, по перенос масС мажет асуществлггться в любой моиент врет~сна голью с одной единственной скоростью. Как известна, эте сказ рость пропорциональна как Ф(В и Ес), тзк п Ф (Вл, Рг (кр~гтернй Прандтля заменяет критерий Штгпдта, есла заменяет Р). Еледоватезгьгггг, об фушгцци должны быт) равны между собой. Используя приуьчиже~яоо логарифмы чсское выражение для фувкшю Ф. наб,гсм: Вч)п()+В„)= а 'Щ(!-',-Ви), (3.66 Из ураввенпн (3-69) моисно оде:югь следгющпб изживу оывод: еслп коэффициенты гюреноса тепла в веществ одинаковы (зто условие приближении выполняется лл обычных гаван), то Ви= — Вл. Физическв это означает, чц состав газа и течперагу(та у поверхности щгоюг таки знзченяя, какие гогут быть получены путем смешенк и ь оьогсгвующси пассы перьпошшнг ее~паства с мини.
аск массы исходиой жидкости. Вгивра|цаясь к теореме и(юдыдучцего раздела, можно теперь утверждать, по пауз штры переаоса, огггоскщиося к различяыи сьойстааи ьощкости, альпаковы, осли рвшы ко фф|шиш гы перекоса дзя згпх св йоте. Можно иакгыац коагрусигность уравнения (3-88( и расомотреппой выше теоречы, если учесть, что иро измепоиип температуры едииицы мьссы аг Т до Т, аиа теряет козкчсспв тепла, раииое с(Т вЂ” Т,!. 1'зк как дая испарезыгк едигпщы массы пераиосгзмаго ьеизестяа треоущся Я едоииц тепла, то ю.зачес~по оспарииого вещества будет ззоио г (҄— ТР!Д. Психрометр с влажным п сухии териамстуз !и. Урааггение (3-бй! дает связь между температурой и, ицеитрацией переиосичого кгщесгва па поееркноста.
8 ~ачесгве прьмера, иллющрирующсго применение этого урзьоенкя, рвссиотрии пспхраиетр с алажиьш и сухим тор шмстрами, позполяющай определить влажггость воздущ по рггзиости между температурой воздуха и текгпсраттрш! ггоаорхпгзста аиды, испаршощсйс» адаабатически и ьоздух Г(од адиабатическим испарениеи подразумена ся пспареиие ири ишшчиа теилаабмеиа только между ьо ! ц п газом. Для проставим прим ьг, 'гш для с» си коляного пара с воздухам Р =а(точгтео, — =.8,87~.
Тогда из ураанеиия О (3-88! получим м (га — г! (3-70) гы ж- — масса водяюмо птрз е дикигш ~осси пароьоздушиой смеси, Е - скрытая теплота испарения е ды, зачсияю цая неличинт Я ( из равна ьо»ичесгву тепла, п даедениого ог газа к жидкости про адиабатическом испарепии!. В э~оч ураипеиии Т, и Т вЂ” оипграгуры, измеряемые кейз срсдстьешш герзготгетратги, а !. и с (средняя уделе!~аз гьчш с ~кость еоздука при пос~огчого г,гаьлеиии! — паве. шкьи величины. Вальс можаи и!поги:ш ч~ ь здук облози жьд~ой по. срьо с и яясыпгои м дьиыьи парюш п, следоеате.шио, ьт всдпчпна ю, опрьделясзса щ июлиц па измеренному й чсиию Тг Тогда аско юе сьггря ашы водяного пара в й духе вьражается через пззестоые неллины.
(«,--~усгг .-ТВ ш —.— пт з Конечно, (ю, — )) — асагда шли и нз отрииатезьл Соответственна Ш всегда ьгенызе, чсч юг Уранией (3.7~) )илц более точное, полученном из (3-бй) без доу цгения В.†.. и) применяется при обрабигке показанвй ге хрометра. Однако нельзя ожидать аалиаго совпадения ру четных значений с эксперииегпальныма по данным вю сродст пенных определений втажггасго части ыо из яедостаг чиов точности теории, но главным образом в свв эи с тем, что практически ие достигается идеал наз адиабатичносгь процесса испарения Расчет скорости испарения.
В общем случае задача состоит в расчете скор жги испарения с повсрхио. сти жидкастя, оиыааемой зздамчыч патокам газа. Про. блема распадашсз на дае шоти во.первых, иеобх диио располагать данными по тепло- или массшбтгеиу для конкретной канфвгурации тал и определенного значения «рптерия Рейнольдса, наприьгер а форме уравнен я (дый); зп.юорых, необходимо рвссч:пать параметр вер носа. Первая ~эсть пргблеьгы нам уже знакома, здесь ьгы расстгаа рим вторую часть применигельао в асиозиоь1 к адиабапь ческаму ьспареигпгь Обычно при оастанооке задачи температура п саспи газа в потоке, а твин е фнзпчесеше сзоиства испзря еще. гзся аещестиа и газа задакгтся.
Згого, однако, исдосш. точно длв непосредственного вычислени» параметра пере носа, так как н» шп ни Т, точно ш иззостиы Поэтолб необходима получить дополнительно связь между гв, и Т, аз условий насыщения, зависящих иг свойств жидкости Так как з болюшнстве случаев отсутствует аяалитпче скос вырви«иие этой связи, то удабн применять графи ческий метод решения, показанный на рис.
3-11. Если извеспгы терчодинамическпе свойства испаряю шегося вещества, то можно найти т„для жобога значи' ния 1', п даме рассчитаю величнгну В, Завися г сгь й от Т, пиесе апд кривой с асимптатамп В=.— ш, ц Т, =..Т„где Т,— тзчпсрюура кипении жишгистп. Такой т зз ршгер злвпспчос~п предсзяетси сходузощиьп ссш гоь рюшсть выест агочь возную гечоерагуру, то тп, сгрсгатся к нулю; есгш теипература пшерхиасти приближаются , Тм то вг, стремится к единице гпирцпальяое давление ° рпближается к абсолюгноьгу).
Т ивкогда ве может пре- ~ шйги ТВ прп прпближсггпп ш, к едииигш В сграмится ;, бескоиечиасти. Часть крпвоя, счютветствуюпгая ггтрипа- гсшиым значеииям В„, не имеет фявического сыысла, щк ьвк при зточ газ должен со д ржа~ь больше пара и гшегь шее вязкую температуру, ~ ч поверхность, последнее и аозчажно, так как смес~ у поверхности всегда нахо. г Г шея з иасыщевиои состоя- г пив Следавагельио, алпабаоь гр тт, «окая копдспсапия пезоз' »кив. Зависнзгость Ви от Г. прп ли с «е ком ис г ини шдвииам значении Т прстг виляет собой, очевйдво, прязгучо линию с наклонам — сПо прохадящуча через точку (О, Т„), Услггипе Ви.=.В ш ошлняется в тачке псрессшиия кривой и правой Этз « ~ка соответствует условиям ва поверхвости только ь случае Π— — о.
В более общем случае необходимо яайти зишсгше Ти удовлетворяющее уравнению (3.69) Как в том, к п и другом случае определяют далее параметр перепаса, с помощью которого можно рассчитать сиорость испарении, Т естествеиво ропп» температуре впажпого тарый. и ~рз, Такое построепио иеобходомн далоко ве всегда. Рели Т,: чань велика, то псресечеиое произойдет иа верхнеи в 'ьп кривой и можае с достаточной степсаыо гачпости брш перасечеиие с аснчпштой, т.
е. положить В = и =-сгу — Ть))~6. С другой стороны, если Т очень мала, 'о ьрйвая вдет столь полого, що иполиг допустпмо брать пщшсечсиие крпвой с верпгкалыо Т,=Т, т. е. привять В м где ог, "оотн тот нует ннаынтенпю прп токгпервтуре г Тадькгт в протгент) то гггагг обдветп необходимо раебт!втрннвгь обе не,гнннпы: В н В,. н .а ПРИМЕв 3 ). Ксп. л д метр ге О,Г см е и к ы ыс и ( располагаем. ета дев пи Р ка тмо фер ат у). с) Пас Г»Ы Сйд М ГМРСМЕ р Парика 4. В абп Ы Сауне Ьеабк Л»а 'ре сггаегьу ыу сыны и годн у, о г ск рсе ет т а е д .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
