10-1.2. Молярный перенос в макрокапиллярах

где Р1 — Р2 — перепад давления на концах капилляра длиной L. Соотношение (10-1-1) можно написать так:

где k — коэффициент молярного переноса, равный для ламинарного течения в цилиндрической трубке:

где v — коэффициент кинематической вязкости (v =η/р)•

В случае турбулентного движения газа в цилиндрической трубке зависимость между плотностью потока массы и градиентом общего давления описывается той же формулой (10-1-3), но коэффициент молярного переноса k будет равен [Л. 19]:

Следовательно, коэффициент молярного переноса при турбулентном течении будет

меньше коэффициента молярного переноса при ламинарном течении (kтур/kлам<1 )

Например, при Re = Reкp = 2 300 отношение kтур/kлам = 0,6, а при Re = 105 kтур/kлам=0,04.

Формула (10-1-5) справедлива для случая, когда стенки трубки гладкие, для шероховатых стенок цилиндрической трубки отношение kтур/kлам будет иметь вид [Л. 24]:

где ξ — предельное значение коэффициента сопротивления, когда он не зависит от числа Re.

Надо отметить, что видимое движение в капиллярах как ламинарного, так и турбулентного характера происходит только при наличии градиента общего давления, который в свою очередь возникает при больших градиентах температуры внутри тела. Если в капиллярах движется влажный воздух (паровоздушная смесь), то интенсивность потока влаги j равна произведению плотности пара p1 на скорость движения газовой смеси (влажного воздуха) v:

где р10 — относительная концентрация пара (р10 = p1/p).

Следовательно, плотность потока парообразной влаги определяется градиентом общего давления. Если движение происходит только в виде пара, то р10 = 1, а следовательно, j1= j.

*Здесь плотность потока газа определяется как произведение средней линейной скорости газа в трубке v на плотность газа р (j = рv). Вообще говоря, скорость ламинарного движения газа в цилиндрической трубке максимальна по оси трубки и равна нулю на стенке. Распределение скорости движения по радиусу трубки описывается законом параболы.