10-1.5. Конвективный перенос пара

Если формулу (10-1-21) проинтегрировать по х в пределах от 0 до ξ, где ξ — расстояние от поверхности жидкости до края трубки, и принять парциальное давление у поверхности жидкости равным р1п, а вне капилляра — р1с, то получим:

Эта формула известна как формула Стефана.

Справедливость формулы Стефана неоднократно проверялась экспериментами по испарению различных жидкостей из стеклянных капилляров. Опыты В. К. Лебедевой [Л. 29] показали, что в формулу (10-1-22) необходимо внести поправку.

Так, на рис. 10-2 приведена зависимость между величиной 1/j и ξ, из которой видно, что 1/j является линейной функцией ξ. Однако прямая не проходит через начало координат, как это следует из формулы (10-1-22).

Аналогичные результаты получены при испарении из капилляров других жидкостей. Следовательно, вместо величины ξ в формулу (10-1-22) надо поставить величину (ξ — ξ0), где ξ 0 — постоянная, равная величине отрезка отсекаемой прямой 1/j = f(ξ) по оси абсцисс (рис. 10-2).

Таким образом, интенсивность испарения j, рассчитанная по формуле (10-1-22) оказывается меньше, чем полученная на опыте (jтеор < jэксп).• Как показали опыты, величина ξ0 увеличивается с повышением температуры tc воздуха с увеличением скорости движения его v, а также с увеличением радиуса капилляра t. Из табл. 10-1 видно, что с увеличением радиуса капилляра расхождение между jэксп и jтеор становится большим. Для капилляров, радиус которых 10-4—10-5 см, отношение jэксп / jтеор близко к единице. Некоторые исследователи [Л. 58] расхождения между jэксп и jтеор пытаются объяснить влиянием пленочного движения жидкости по стенкам капилляров. Однако, расчеты этих же исследователей показывают, что заметное влияние пленочного движения жидкости на интенсивность испарения из капилляра имеет место только в тонких капиллярах (при φ< 0,9; r < 10-3 см). Опытные же данные (см. табл. 10-1) показывают обратное, расхождение между jэксп и jтеор имеет место только для широких капилляров (r>10-3 см). Очевидно разница между jэксп и jтеор объясняется не пленочным движением жидкости по стенкам капилляра, а изменением механизма переноса.