Cтраница 1
Процессы молекулярного переноса, приводящие в конечном счете к выравниванию свойств газа в пространстве, рассеиванию локализованной энергии и возрастанию энтропии системы в целом, называются диссипативными. [1]
Процессы молекулярного переноса, в ходе которых усредняется в пространстве состояние газа ( жидкости), рассеивается локализованная первоначально энергия и возрастает энтропия системы, называются диссипативными. [2]
Процессы молекулярного переноса, т.е. диффузия, теплопроводность и вязкость, имеют в своей основе одно явление: соответствующие физические свойства распространяются в среде за счет движения молекул рассматриваемой среды. Диффузия представляет собой перенос массы за счет градиентов концентрации, вязкость - перенос импульса за счет градиентов скорости, теплопроводность - перенос энергии за счет градиентов температуры. Влияние последних эффектов обычно очень мало, и ими часто пренебрегают при расчете процессов горения. [3]
Процесс молекулярного переноса массы, вызванный неоднородностью температуры внутри смеси, называется термической диффузией. В результате термической диффузии система приходит в установившееся состояние, когда эффекты разделения и перемешивания взаимно уравновешиваются. Эффект разделения вызывается разностью температур, эффект перемешивания - возникшей при этом разностью концентраций. Эффект термической диффузии оценивается величиной разделения ДХ или термодиффузионным отношением. [4]
Процесс молекулярного переноса массы, вызванный неоднородностью температуры внутри смеси, называется термической диффузией. В результате термической диффузии система приходит в установившееся состояние, когда эффекты разделения и перемешивания взаимно уравновешиваются. Эффект разделения вызывается разностью температур, эффект перемешивания - возникшей при этом разностью концентраций. [5]
Сравнивая процессы турбулентного и молекулярного переноса, следует заметить, что пульсационная скорость гораздо меньше скорости молекулярного движения, но длина пути смешения намного больше, чем длина свободного пробега молекул. Кроме того, в турбулентном потоке перемешивание осуществляется благодаря пульсационному движению частиц, обладающих значительной массой, поэтому в турбулентном потоке явления переноса протекают значительно интенсивнее, чем явления молекулярного переноса. Турбулентная диффузия совершается значительно интенсивнее молекулярной диффузии, турбулентная теплопроводность значительно больше молекулярной теплопроводности, наконец, касательные напряжения в турбулентном потоке во много раз больше напряжения сил трения при вязком сопротивлении. [6]
Условия протекания процессов молекулярного переноса массы тепла в газовых средах, осложненных химическими превращениями, определяет в значительной мере изменение температуры у фронта горения и концентраций реагирующих масс горючей смеси л продуктов сгорания. Перед фронтом реагирования температура потока газов заметно не меняется. [7]
Сравнительно подробно теоретически изучены процессы молекулярного переноса тепла в дисперсных системах как при нормальном, так и при пониженном давлении. Контактный теплообмен можно пока оценивать ориентировочно, и в ряде случаев на основании экспериментальных данных. Недостаточно изучены процессы лучистого теплообмена в дисперсных системах, в большинстве работ не учитываются такие важные факторы, как зависимость степени черноты слоя дисперсного материала от свойств материала, гранулометрического состава, температуры и другие. Хотя общие физические соображения приводят во всех расчетах к качественно правильному соотношению между Яр, с одной стороны, и диаметром частиц и температурой - с другой, численные множители оказываются пока разными, что создает неудобство при расчетах. [8]
Как было отмечено ранее, процессы молекулярного переноса приводят к увеличению энтропии системы. [9]
В работах Ландгрена и Иевлева слагаемые описывающие процессы молекулярного переноса, пропорциональны первым производным по скорости от плотности распределения вероятностей. [10]
Другая группа эффектов связана с влиянием процессов молекулярного переноса на структуру зоны химических реакций. В этой связи следует подчеркнуть, что поскольку толщина зоны реакций мала, то ее структура определяется мелкомасштабной частью спектра турбулентности, для описания которой принцип автомодельности по числу Рейнольдса неприменим. Отметим также, что важную роль могут сыграть и различия между коэффициентами молекулярного переноса, которые приводят к изменению состава и температуры в зоне реакций. [11]
Три рассмотренных выше коэффициента связаны с процессами молекулярного переноса. При турбулентном течении определения этих коэффициентов остаются в силе, но сами коэффициенты входят в зависящие от времени члены дифференциальных уравнений, не поддающихся простому математическому анализу. Математически проще постулировать довольно грубую модель процесса турбулентного переноса, приводящую к уравнениям для касательного напряжения и потоков тепла и вещества, по форме аналогичным соответствующим уравнениям для молекулярного переноса. Появляющиеся при этом коэффициенты турбулентного переноса имеют ту же размерность, что и коэффициенты молекулярного переноса. Однако если коэффициенты молекулярного переноса являются физическими свойствами среды, то коэффициенты турбулентного переноса зависят от гидродинамических характеристик течения. Более подробное рассмотрение механизма турбулентного переноса отложим на будущее. [12]
Пользуясь соображениями размерности и аналогией с процессами молекулярного переноса, установим масштаб коэффициента турбулентного переноса Лт, который будет характеризовать внутреннее трение, диффузию и теплопередачу в турбулентном потоке. Упомянутая аналогия с процессами молекулярного переноса действительно имеется. Пространственный масштаб турбулентности / ( средний для крупномасштабных пульсаций), который можно понимать и как путь турбулентного перемещения моля до смешения, является в определенной мере аналогом средней длины свободного пробега молекул. [13]
Проведенный анализ показывает, что учет влияния процессов молекулярного переноса на вид плотности распределения вероятностей сопряжен с преодолением значительных трудностей, возникающих как при теоретических, так и при экспериментальных исследованиях. Введение перемежаемости позволяет обойти эти трудности. [14]
Совершенно иначе складывается обстановка, характерная для процессов молекулярного переноса. Как было установлено ( I, § 23 ], эти процессы происходят в разной форме и осуществляются носителями глубоко различной физической природы. Механизм процесса зависит от характера микрофизических взаимодействий между структурными элементами среды и отличается тем большей сложностью, чем сложнее ее микроструктура. Простейшей физической среде - веществу в предельно-газовом состоянии - соответствует и простейший тип процесса. В этих условиях реализуется чистая форма молекулярного переноса: носителями служат только молекулы ( атомы), причем в процессе своего перемещения они не испытывают никаких влияний и взаимодействуют только в форме соударений. [15]