35. Уравнение Ньютона-Рихмана.

Если в некоторой изолированной системе содержится смесь компонентов с первоначально неоднородным распределением концентраций, то в ней возникает перенос массы компонентов смеси, стремящейся к установлению равновесного (равномерного) поля концентраций.

Перенос вещества в смеси, обусловленный тепловым хаотическим движением микрочастиц вещества (молекул, ионов, атомов), называется молекулярной диффузией. Молекулярная диффузия вследствие неоднородного распределения концентраций в смеси называется концентрационной диффузией.

При перемещении, т.е. конвекции, масса компонента переносится макроскопическим элементами смеси. Перенос массы за счет совместного действия молекулярной диффузии и конвективного переноса вещества называется конвективным массообменом. Конвективный массообмен между жидкой (твердой) поверхностью и окружающей средой называется массоотдачей. Плотность потока массы при концентрационной диффузии определяют уравнением, аналогичным уравнению Ньютона-Рихмана:

где _М - коэффициент массоотдачи, отнесенный к разности концентраций диффундирующего вещества, м/с;

m_ic и m_io – концентрации вещества на поверхности массоотдачи и в окружающей среде.

Поток массы от поверхности площадью F определяют по формуле:

36. Физический смысл коэффициента теплоотдачи.

коэффициент пропорциональности 

, называемый коэффициентом теплопередачи, характеризует интенсивность процесса передачи тепла. В свою очередь

Из уравнения видно, что коэффициент теплопередачи тесно связан с величинами коэффициентов теплоотдачи и термическим сопротивлением стенки. Конкретно, чем больше   , и коэффициент теплопроводности материала стенки  , тем больше величина   и тем больше количество передаваемого тепла. Физический смысл коэффициента теплопередачи следующий:   численно равен количеству тепла, которое передается от одной жидкости к другой через стенку площадью 1   при разности температур между теплоносителями в 1 К, за время 1 с. Поэтому единицей измерения   является   или   . Величина разностей температур   является движущей силой процессов теплопередачи или температурным напором. Следует отметить, что обычно в инженерной практике при тепловом расчете и проектировании теплообменной аппаратуры величины коэффициентов теплоотдачи по постановке задачи неизвестны. Поэтому, определение коэффициентов теплоотдачи   является одной из основных задач теории теплообмена. Знание коэффициентов теплоотдачи как при расчетах процесса теплоотдачи, так и при расчетах процесса теплопередачи, поскольку величины входят в коэффициент теплопередачи.

37. Теплопередача. Теплопередача (теплообмен) - это процесс обмена энергией между системой и окружающими ее телами; при этом нет изменения внешних параметров состояния системы (P, V, T). Теплопередача осуществляется либо путем непосредственного взаимодействия частиц системы с частицами среды при их случайных столкновениях (теплопроводность, конвекция), либо путем обмена электромагнитным излучением (лучеиспускание). Например, при столкновении "холодного" и "горячего" газов молекулы нагретого газа передают энергию (при случайных столкновениях) молекулам холодного газа. Вода в море в дневное время прогревается (получает энергию) за счет излучения, посылаемого Солнцем. Энергия, полученная или отданная системой в процессе теплопередачи, называется количеством тепла. Количество тепла Q измеряется в Джоулях (Дж) и является величиной скалярной. Q > 0 (положительная величина), если система получает тепло; Q < 0(отрицательная величина), если система отдает тепло.

Уравнение теплопередачи

, (2.3)

где k и Δt – коэффициент теплопередачи, Вт/( м²∙K) и средний температурный напор для всего теплообменного аппарата, К;

F – поверхность теплообмена, м².