ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
48
направлен вниз к поверхности жидкости. Так как межфазная грани-
ца непроницаема для воздуха, этот поток должен компенсироваться
потоком паровоздушной смеси, движущимся со скоростью
с.п
υ
и
направленным в противоположную сторону (поток Стефана).
Процесс испарения при данной схеме можно представить как
диффузию пара с поверхности жидкости через неподвижный слой
воздуха в поток воздуха. Если разбить пробирку на большое число
бесконечно малых слоев и для каждого из них составить уравнение
баланса массы, можно получить дифференциальное уравнение, ре-
шение которого дает распределение пара в пробирке [2].
Массоотдача – это процесс конвективного массообмена между
движущейся средой и межфазной границей. Коэффициент массоот-
дачи
,
β
равный отношению плотности диффузионного потока массы
1
c
j
данного компонента на границе раздела фаз к разности концен-
траций
1
c
Δ
в потоке среды и на поверхности раздела, характеризует
интенсивность этого процесса:
1
c
1
.
j
c
β
=
Δ
(1)
Для однородного пара разность концентраций в формуле (1)
можно заменить разностью парциальных давлений
:
p
Δ
1
c
.
j
p
β
=
Δ
(2)
Применение закона Фика позволяет определить плотность диф-
фузионного потока массы:
1
1
c
c
,
c
j
D
n
ρ
∂⎛ ⎞
= − ⎜ ⎟ ⎝ ⎠∂
(3)
где
ρ
–
плотность смеси;
D
–
коэффициент диффузии.
В данной задаче для определения коэффициента массоотдачи ис-
пользована аналогия процессов переноса массы, энергии и импульса.
Поскольку система продувается потоком сухого воздуха, то концен-
трация пара в нем пренебрежимо мала, что характерно для массооб-
мена малой интенсивности.
Диффузионное число Нуссельта
0
Nu
,
D
l
D
β
ρ
=
(4)
где
0
l
–
характерный размер.