Конвективный механизм переноса массы.

Поток масел за счет конвективного механизма связан с конвективной скоростью :

                                                  (2.12)

В случае многокомпонентной среды можно рассмотреть поток масел для каждого компонента:

                                                 (2.13)

Здесь i – номер компонента, плотность компонента i. Зачастую удобнее использовать поток вещества, а не массы:

                                           (2.14)

Здесь  мольная масса компонента i, мольная концентрация.

Турбулентный механизм переноса массы.

Турбулентный перенос массы можно рассматривать по аналогии с молекулярным, как следствие хаотического перемещения вихрей. Вместо коэфицента молекулярной диффузии D_м вводится коэффициент турбулентной диффузии D_т и поток массы i-того компонента за счет турбулентной диффузии записывается в виде:

                                                                        (2.15)

Если учесть, что молекулярная диффузия сохраняется и при турбулентной диффузии можно записать:

                                              (2.16)

Поскольку объемы сред, участвующих в турбулентных пульсациях, значительно превышают молекулярные размеры, интенсивность турбулентного переноса массы в пристенной области существенно выше молекулярного.

D_T / D_M » 10² ¸ 10⁵

При конвективном движении среды поток массы (или вещества) определяется как сумма конвективного и молекулярного переноса, а при турбулентном режиме к ним добавляют и турбулентную составляющую.

Перенос энергии.

Полную энергию системы на еденицу массы можно записать:

E ¢ = U ¢ + E ¢ _K + E ¢ _n                                  (2.17)

U¢ - внутренняя энергия системы

E¢_K – кинетическая энергия системы

E¢_n – потенциальная энергия системы.

Энергия может передаваться в виде теплоты или работы.

Теплота- форма передачи энергии на микроуровне.

Работа- форма передачи энергии на макроуровне.

Молекулярный механизм переноса энергии.

Молекулярным механизмом перенос энергии осуществляется в форме тепла. Поток тепла за счет молекулярного механизма в условиях механического и концентрационного равновесия может быть представлен в виде:

                                                                                (2.18)

l - коэффициент молекулярной теплопроводности

ÑТ – градиент температуры. Это уравнение носит название закона Фурье.

В общем случае в плотных газах и жидкостях поток тепла будет определяться поступательным переносом кинетической и потенциальной энергии молекул ,а так же столкновительным переносом:

l = l _к + l _п + l _с

Порядок l:     для газов l » 10^-2 Вт/мк

                для жидкостей l » 10^-1 Вт/мк

                для металлов l » 10² Вт/мк

Конвективный механизм переноса энергии.

Поток энергии, переносимый движущимся макроскопическим объемом за еденицу времени через еденицу поверхности можно записать:

                                                                              (2.19)