2.28 Физическое моделирование гидродинамической структуры потоков, основные этапы.

1.Сокращение исчерпывающего описания для объекта-оригинала

Зачастую условия проведения процесса в конкретном аппарате позволяют исключить некоторые члены и даже уравнения исчерпывающего описания.

2.Получение критериев подобия преобразованием дифференциальных уравнений. Определение значения или возможной области изменения значений определяющих критериев для объекта – оригинала.

3. Выбор оптимальной физической модели

Для подобия модели оригиналу необходимо соблюдение подобия условий однозначности, включающих в себя для рассматриваемого примера геометрическое подобие, подобие физических величин и граничных условий (разд. 3.2.1), т.е. модель должна иметь те же пропорции, что и оригинал L/d=idem, d₀/d=idem.

4. Проведение эксперимента и его обработка

5. Использование результатов

Основная цель изучения гидродинамической структуры потоков состоит в учете ее влияния на тепло- и массообменные процессы.

2.29 Сопряженное физическое и математическое моделирование гидродинамической структуры потоков, основные этапы.

1. Выделение характерных зон аппарата

2. Составление математических моделей отдельных зон. Цель данного этапа - определение базисных функций

3. Синтез и идентификация модели аппарата

4. Проверка адекватности модели

5. Использование модели для проектирования и оптимизации промышленного аппарата

Преимущество рассматриваемого метода моделирования при проектировании промышленных аппаратов заключается в том, что в отличие от математического моделирования нет необходимости идентифицировать модель на гидродинамических стендах промышленного масштаба, а в сравнении с физическим моделированием не накладывается требование подобия процесса для аппарата в целом.

2.30 Уравнения массо –, тепло – и импульсопередачи в локальной форме, смысл кинетических коэффициентов.

Здесь, , – потоки вещества компонента i, тепла и импульса через границу раздела фаз в системе отсчета, связанной с этой границей, без учета конвективных составляющих; или , -коэффициенты массо-, тепло- и импульсоотдачи соответственно; ,, Т^я, - значения химического потенциала, концентрации компонента i, температуры, скорости в ядре фазы; , , , - значения этих величин для данной фазы в непосредственной близости от границы раздела фаз.

Разница значений химических потенциалов или концентраций, температур, скоростей у границы раздела фаз и в ядре фазы носит название движущей силы массо -, тепло- и импульсоотдачи. Отличие ее от нуля является необходимым условием протекания соответствующего процесса.

Коэффициент массоотдачи - количество вещества компонента i, переносимое от границы раздела фаз в ядро фазы или в обратном направлении за единицу времени, через единицу межфазной поверхности в расчете на единицу движущей силы. Коэффициент теплоотдачи характеризует количество тепла, переносимое от границы раздела фаз к ядру фазы или в обратном направлении за единицу времени, через единицу межфазной поверхности в расчете на единицу движущей силы.

Коэффициент импульсоотдачи характеризует количество импульса Р_х , переносимое от границы раздела фаз к ядру фазы или в обратном направлении за единицу времени, через единицу межфазной поверхности в расчете на единицу движущей силы.