ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
49
В исследуемой системе происходит вынужденная конвекция, что
позволяет не учитывать влияние свободной конвекции, следователь-
но, число Нуссельта можно выразить через числа Рейнольдса и
Прандтля:
Nu (Re, Pr ).
D
D
f
=
(5)
Используя уравнения (2) и (3) для определения диффузионного
потока массы пара, можно найти зависимость распределения концен-
трации пара по высоте расчетной ячейки от скорости потока воздуха.
Для того чтобы определить степень влияния параметров потока
воздуха и температуры раствора введем понятие плотности полного
потока массы:
,
J
ρυ
=
(6)
где
υ
–
проекция скорости потока смеси на ось пробирки.
Связь между плотностями диффузионного и полного потока мас-
сы
i
-
го компонента можно записать в виде
(
).
i
i
i
i
i
j J
ρ υ ρ υ
υ
= − = −
(7)
Для полупроницаемой межфазной границы
1
c
1
c
1
c
,
1
j
J
c
=
−
(8)
где индекс «1» соответствует параметрам пара, а индекс «с» – пара-
метрам на межфазной границе.
Из анализа уравнений (2), (4), (5) и (8) следует, что при неизмен-
ной геометрии расчетной ячейки основными параметрами, влияю-
щими на скорость испарения буферной жидкости, являются статиче-
ское давление над пробиркой, скорость потока воздуха и температура
жидкости.
Также значительно влияние исходной концентрации пара в пото-
ке воздуха над срезом пробирки и химический состав жидкости, од-
нако это влияние в данной работе не рассматривается. Подробно ха-
рактер влияния приведенных параметров на скорость испарения изу-
чен при создании математической модели рабочих процессов, проте-
кающих в испарительной установке.
Для определения скорости испарения буферной жидкости в зави-
симости от параметров испарительной пневмовакуумной установки
разработана математическая модель процесса испарения из проби-
рок. В качестве расчетной схемы выбрана одна пробирка, над срезом
которой протекает поток сухого воздуха со скоростью ,
υ
температу-