Основные термины и определения

Абсолютный покой – состояние, при котором жидкость неподвижна относительно стенок сосуда, покоящегося относительно Земли.

^ Абсолютно белое тело – тело, которое отражает все падающие на него лучи.

Абсолютно прозрачное тело – тело, которое пропускает все падающие на него лучи.

^ Абсолютно черное тело – тело, которое полностью поглощает все падающие на него лучи.

Абсорбция – избирательное поглощение газов или паров жидким поглотителем. Этот процесс представляет собой переход вещества из газовой (или паровой) фазы в жидкую.

^ Автомодельный режим движения – зона, в которой коэффициент трения практически перестает зависеть от критерия Рейнольдса и определяется лишь шероховатостью стенок труб.

^ Аддитивность фазовых сопротивлений: R = 1/К_у = (1/β_у ) +
+ (m/β_х ), где К – коэффициент массопередачи; β_у,х – коэффициенты массоотдачи; m – константа фазового равновесия.

Адекватность математической модели – степень приближения данных, прогнозируемых по модели, к экспериментальным данным.

Адсорбция – избирательное поглощение газов, паров или растворенных в жидкости веществ твердым поглотителем, способным поглощать одно или несколько веществ из смеси. Этот процесс представляет собой переход вещества из газовой, паровой или жидкой фазы в твердую.

^ Анизотропные среды – среды, в которых различные физические свойства в разных направлениях проявляются количественно неодинаково.

Аппарат – устройство (приспособление), предназначенное для проведения какого-либо процесса.

Внешняя задача гидродинамики – анализ обтекания жидкостями различных тел при механическом перемешивании, осаждении твердых частиц в жидкости.

^ Внутренняя задача гидродинамики – анализ движения жидкости внутри труб и каналов.

Высота единицы переноса (ВЕП) – величина, которая по смыслу выражает высоту массообменного аппарата, эквивалентную одной единице переноса.

^ Вязкий подслой – область в турбулентном потоке жидкости, где изменение средней скорости определяется значением кинематической вязкости и практически линейно, как и в ламинарном потоке; при этом n >> n_т.

Вязкость – свойство жидкости сопротивляться сдвигающим усилиям; молекулярный механизм переноса импульса.

^ Вязкость динамическая – характеризует сопротивление жидкости смещению ее слоев и является одним из основных физических свойств жидкости.

Вязкость кинематическая – отношение динамической вязкости к плотности жидкости.

^ Вязкость турбулентная n_т– вязкость, которая, в отличие от молекулярной, зависит от всех параметров, характеризующих турбулентность, в том числе и от осредненной скорости; n_т >>n.

^ Гидравлический радиус – отношение площади сечения потока к смоченному периметру канала (трубопровода): r_г = S/П.

Гидравлическое моделирование аппарата заключается в изучении движения потоков на «холодных» моделях (то есть в отсутствие тепло- и массопереноса), имеющих основные размеры моделируемых аппаратов, но изготовленных из более дешевых материалов. Как правило, эксперименты на таких моделях осуществляют не при рабочих, а при более низких температурах, и не с рабочими, а с более удобными для испытаний веществами (воздухом, водой и другими). Применяется для выбора модели аппарата и определения ее параметров (n, Pe_Э).

Гидродинамический напор – сумма статического, динамического напоров, нивелирной высоты и потерянного напора; полная удельная энергия жидкости, выраженная в метрах столба перемещаемой среды.

Гидростатика– раздел гидравлики, рассматривающий законы равновесия жидкостей в состоянии покоя.

^ Гидростатический (пьезометрический) напор – энергия, приходящаяся на единицу веса жидкости; характеризует удельную потенциальную энергию давления.

Гладкое течение – зона, в которой коэффициент потерь на трение зависит лишь от критерия Рейнольдса; вязкий подслой перекрывает выступы шероховатости.

^ Граничные условия – условия, характеризующие взаимодействие среды с телами, ограничивающими объем, в котором протекает процесс.

Давление – свойство жидкости, возникающее под действием поверхностных и массовых сил; удельная (приходящаяся на единицу площади) нормальная сила.

^ Движущая сила процессов массопереноса – в общем случае – разность химических потенциалов распределяемого компонента в фазах. В частных случаях – разность между рабочими и равновесными концентрациями.

^ Движущая сила процессов переноса субстанций –разница в значении интенсивных свойств (потенциалов). В частных случаях: для гидромеханических процессов – разность давлений, для тепловых – разность температур, для массообменных – разность концентраций вещества.

Движущая сила гидродинамического процесса – разность давлений между двумя точками или сечениями аппарата.

Десорбция – процесс, обратный абсорбции или адсорбции, то есть выделение растворенного газа из жидкости или выделение сорбированного вещества из твердого поглотителя.

^ Диатермичные тела – см. абсолютно прозрачные тела.

Диссипация энергии – переход части энергии в тепло.

Дифференциальная функция распределения времени пребывания частиц в аппарате – зависимость концентрации индикатора от времени.

^ Диффузионная модель – основой ее является модель идеального вытеснения, осложненная обратным перемешиванием, наличие которого описывается формальным законом диффузии.

^ Диффузионное сопротивление – величина, обратная коэффициенту массопередачи:R = 1/ К_х,у.

Диффузионный пограничный слой – область потока у границы раздела фаз, где молекулярный перенос вещества становится преобладающим.

Диффузия – движение частиц среды, приводящее к переносу вещества и выравниванию концентраций или установлению их равновесного распределения.

^ Диффузия молекулярная – область микрокинетики, когда перенос массы вещества осуществляется молекулами.

Единый кинетический закон: скорость процесса прямо пропорциональна движущей силе и обратно пропорциональна сопротивлению.

^ Живое сечение потока – поверхность, проведенная в потоке нормально к направлению движения элементарных струек.

Жидкость – все вещества, обладающие текучестью при приложении к ним самых незначительных сил сдвига.

^ Законы равновесия определяют условия, при которых перенос любой субстанции прекращается.

Закрытые системы – системы, не обменивающиеся веществом с окружающей средой.

^ Зона стабилизации – зона, в которой ламинарный режим течения наступает не сразу при входе жидкости в трубу, а на расстоянии от входного сечения L_ст. Длина участка стабилизации может быть определена по формуле: L_ст = 0,029·d·Re.

Идеальная жидкость – жидкость, которая абсолютно несжимаема под действием давления, не изменяет плотности при изменении температуры и не обладает вязкостью.

^ Избыточное давление – разность между абсолютным давлением и атмосферным

Р_изб = Р_абс – Р_атм.

Излучательная способность – полное количество энергии, излучаемое в единицу времени единицей поверхности тела.

^ Изотермическая поверхность – геометрическое место всех точек с одинаковой температурой.

Изотропная среда – среда, в которой физические свойства в любом направлении проявляются количественно одинаково.

^ Инварианты подобия – отношение разнородных величин у модели и образца.Инварианты подобия могут быть неодинаковы для различных сходственных точек подобных систем, но они не зависят от соотношения размеров образца и модели. Это означает, что при переходе от одной системы к другой, ей подобной, инварианты подобия не меняют своих значений.

^ Интенсивная величина – величина, не зависящая от количества субстанции.

Интенсивность излучения – излучательная способность тела, отнесенная к интервалу длин волн.

Импульс – субстанция, перенос которой преобладает в гидромеханических процессах: произведение массы выделенного объема жидкости на вектор скорости его движения, следовательно, импульс – тоже вектор.

^ Интегральная функция распределения времени – характеризует долю индикатора, вышедшего из аппарата за время от 0 до произвольного момента.

Капельная конденсация пара – образование капель конденсата на несмачиваемой поверхности.

^ Квантовый механизм переноса– перенос субстанции путем излучения и поглощения элементарных частиц (квантов).

Кинетическая кривая – основа графического метода определения числа реальных ступеней, геометрическое место точек рабочих концентраций в фазах на выходе с тарелки (со ступени).

^ Конвективный механизм переноса –перенос субстанции вследствие движения и перемешивания макроскопических объемов газа или жидкости.

Константы подобия – отношение однородных величин у модели и образца. Константы подобия постоянны для различных сходственных точек подобных систем, но изменяются в зависимости от соотношения размеров образца и модели.

^ Концентрация вещества – отношение количества какого-либо компонента смеси (молярная концентрация, моль/м³) или его массы (массовая концентрация, кг/м³) к объему смеси. На практике часто используют безразмерную величину – массовую, молярную или объемную долю, равную отношению массы, количества или объема какого-либо компонента смеси соответственно к массе, количеству или объему смеси.

^ Коэффициент гидравлических сопротивлений показывает, какую часть от скоростного напора, подсчитанного по средней скорости потока, составляют потери на трение для участка трубы длиной l.

^ Коэффициент массоотдачи– показывает, какое количество вещества переходит от единицы поверхности раздела фаз в ядро потока или наоборот, в единицу времени при движущей силе, равной единице.

^ Коэффициент массопередачи –показывает, какое количество распределяемого вещества переходит из фазы в фазу в единицу времени через единицу поверхности контакта фаз при движущей силе, равной единице; характеризует скорость процесса переноса вещества из одной фазы в другую.

^ Коэффициент молекулярной диффузии – показывает, какое количество вещества диффундирует в единицу времени через единицу поверхности при градиенте концентрации, равном единице.

^ Коэффициент полезного действия колонны – равен отношению числа теоретических ступеней к числу необходимых рабочих (действительных) ступеней n_д, зависит от скоростей фаз, физических свойств, структуры потоков и других факторов.

^ Коэффициент продольной диффузии – характеризует перемешивание потока в направлении его движения и учитывает молекулярную и турбулентную диффузию, а также неравномерность поля скоростей.

^ Коэффициент скорости процесса – величина, обратная сопротивлению процесса, которая зависит от характера движения потоков материала.

Коэффициент распределения (константа фазового равнове-сия) – отношение концентраций распределяемого компонента в фазах при равновесии: m = y*/x. Для идеальных и разбавленных растворов линия равновесия близка к прямой и величина m является практически величиной постоянной, равной тангенсу угла наклона линии равно-весия.

^ Коэффициент теплоотдачи– показывает, какое количество теплоты передается от теплоносителя к 1 м² поверхности стенки (или от стенки поверхностью 1 м² к теплоносителю) в единицу времени при разности температур между теплоносителем и стенкой в 1 К.

^ Коэффициент теплопередачи – показывает, какое количество теплоты передается от горячего теплоносителя к холодному за одну секунду через 1 м² разделяющей теплопроводящей стенки при разности температур между теплоносителями в 1К.

^ Коэффициент теплопроводности– показывает, какое количество теплоты проходит вследствие теплопроводности в единицу времени через единицу поверхности теплообмена при падении температуры на один градус на единицу длины нормали к изотермической поверхности.

^ КПД Мерфри (эффективность ступени или тарелки) – отношение изменения концентрации данной фазы на ступени к движущей силе на входе той же фазы в ступень; обозначают Е_у и Е_х.

^ Критериальные уравнения – обобщенные уравнения, которые имеют вид: f ( k₁,k₂,k₃…k _i ) = 0, где k₁,k₂,k₃…k_i – критерии подобия.

Критерий оптимальности – один из выходов (экономический, технологический) системы, по которому судят о том, насколько хорошо она функционирует. Например, в качестве экономического критерия оптимальности (КО) может выступать сумма приведенных затрат П, которые учитывают капитальные вложения К на изготовление аппарата и его монтаж, эксплуатационные затраты Э и нормативный срок окупаемости – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений Е.

Кривые отклика –график изменения концентрации трассера (индикатора) во времени на выходе из аппарата.

Кристаллизация– выделение твердой фазы в виде кристаллов из растворов или расплавов. Этот процесс представляет собой переход вещества из жидкой фазы в твердую. Применяется, в частности, для получения веществ повышенной чистоты.

^ Критерии подобия – инварианты подобия, выраженные отношением разнородных величин, имеющие определенный физический смысл.

Критерии теплового подобия:

критерий Фурье – характеризует условия подобия неустановившихся процессов теплоотдачи;

критерий Пекле – характеризует соотношение между интенсивностью переноса теплоты конвекцией и теплопроводностью в движущемся потоке;

критерий Прандтля – характеризует вязкостные и температуропроводные свойства теплоносителя; связь скоростного и температурного полей;

критерий Нуссельта –характеризует интенсивность перехода теплоты на границе раздела фаз. Характеризует отношение суммарного переноса теплоты конвекцией и теплопроводностью (т.е. теплоотдачей) к теплоте, передаваемой теплопроводностью;

критерий Грасгофа – характеризует соотношение сил трения, инерции и подъемной силы, обусловленной различием плотностей в отдельных точках неизотермического потока;

критерий Био – безразмерный комплекс, который характеризует соотношение между внешним и внутренним теплопереносом.

^ Критический коэффициент теплоотдачи – значениякоэффициента теплоотдачи, которые соответствуют переходу от пузырькового режима кипения к пленочному.

^ Критический температурный напор – значения температурного напора, которые соответствуют переходу от пузырькового режима кипения к пленочному.

Критерий Шервуда (диффузионный критерий Нуссельта) – безразмерный комплекс, который характеризует отношение скорости переноса вещества (конвективного и молекулярного) – к молекулярному переносу (.

^ Ламинарный режим – режим, при котором все частицы жидкости перемещаются по параллельным траекториям в направлении движения потока.

Лимитирующая стадия – стадия, которая определяет общую скорость процесса. Лимитирующую стадию определяют сопоставлением скоростей стадий, а также последовательностью их протекания: в процессе с последовательно протекающими стадиями лимитирующей является самая медленная стадия, с параллельно протекающими – самая быстрая.

^ Массовые силы – силы, действующие по всему объёму жидкости и приложенные к каждой её частице (силы тяжести, инерции и другие).

Массовый расход – масса жидкости, протекающая через какое-либо сечение потока в единицу времени.

^ Массообменные процессы – процессы, характеризующие перенос одного или нескольких компонентов исходной смеси из одной фазы в другую через поверхность фаз. К этой группе процессов относятся абсорбция, перегонка (ректификация), экстракция, растворение, кристаллизация, адсорбция, сушка и другие. Протекание процессов массобмена тесно связано с гидродинамическими условиями в фазах и на границе их раздела и часто – с сопутствующими массообмену процессами переноса тепла (теплообмена).

Массоотдача – перенос вещества внутри фазы: из фазы к границе раздела фаз или, наоборот, от границы раздела в фазу (по аналогии с процессом переноса теплоты внутри фазы – теплоотдачей).

Массопередача – процесс перехода вещества (или нескольких веществ) из одной фазы в другую в направлении достижения равновесия. В отличие от теплопередачи, которая происходит обычно через стенку, массопередача осуществляется, как правило, при непосредственном соприкосновении фаз (за исключением мембранных процессов).

^ Масштаб турбулентности – глубина проникновения вихрей до разрушения (то есть пространственное протяжение элементов турбулентности), которая зависит от степени развития турбулентности в потоке или ее масштаба.

^ Математическая модель процесса – создание описания объекта исследования на языке математики в виде некоторой системы уравнений и функциональных соотношений между отдельными параметрами модели, то есть это система соответствующих математи-ческих уравнений.

^ Математическое моделирование– это, по существу, определение свойств и характеристик рассматриваемого явления (процесса) путем решения (как правило, с помощью ЭВМ) системы уравнений, описывающих этот процесс.Математическое моделирование является одним из методов физического моделирования и составляет с ним единую систему исследования объектов познания.

^ Материальный баланс – баланс, который составляют по закону сохранения массы, согласно которому масса поступающих веществ должна быть равна массе веществ, получаемых в результате проведения процесса, то есть без учета потерь.

^ Машина– устройство, выполняющее механическое движение с целью преобразования энергии, материалов и т.п.

Местные сопротивления – элементы (участки каналов), в которых имеет место резкое или постепенное изменение размеров и конфигурации канала или его направления, вызывающее изменение скорости потока по величине, направлению или по величине и направлению одновременно.

^ Модели: материальные – объекты, заменяющие оригинал при проведении исследований, значительно меньшие по размерам и часто более простые, чем аппараты натуральной величины; мысленные – схемы оригиналов, отражающие их существенные стороны.

Моделирование – метод исследования химико-технологичес-ких процессов, заключающийся в создании модели, ее исследовании и распространении результатов на оригинал.

^ Модель идеального вытеснения (МИВ) – модель, в которой частицы потока движутся параллельно друг другу с одинаковой скоростью, поперечное и продольное перемешивание частиц отсутствует.

^ Модель идеального смешения (МИС) – аппарат, который предполагает постоянство состава (параметра) жидкости во всех точках его рабочего объема; следовательно, такой же состав (параметр) будет иметь жидкость и на выходе из аппарата.

^ Модели массопереноса:

- пленочная модель Льюиса и Уитмена: на поверхности контакта фаз образуются неподвижные или ламинарно движущиеся пленки, в которых перенос вещества осуществляется только молекулярной диффузией. Эти пленки отделяют поверхность контакта фаз от ядра потока, в котором концентрация практически постоянна; все изменения концентрации вещества происходят в пленке;

- модель пограничного диффузионного слоя можно считать дальнейшим развитием пленочной модели, в которой отражено влияние гидродинамических условий на процесс массопереноса. По этой модели концентрация вещества, постоянная в ядре потока, в турбулентном подслое толщиной δ_тпостепенно снижается при приближении к пограничному слою, в котором соизмеримы молекулярные и турбулентные силы вязкости. С уменьшением масштаба пульсаций в вязком подслое толщиной δ_т концентрация снижается существенно быстрее. В глубине вязкого подслоя, внутри тонкого диффузионного подслоя толщиной δ_д молекулярный перенос становится основным, при этом δ>>δ_т;

- модель обновления поверхности фазового контакта часто называют моделью проницания, или пенетрационной. По этой модели предполагается, что турбулентные пульсации постоянно подводят к поверхности раздела фаз свежую жидкость и смывают порции жидкости, уже прореагировавшей с газом (паром), то есть каждый элемент поверхности жидкости взаимодействует с газом (паром) в течение некоторого времени (время контакта или обновления), после чего данный элемент обновляется.

^ Молекулярный механизм переноса– перенос субстанции перемещением или взаимодействием молекул, возникающий в результате стремления системы к термодинамическому равновесию, отклонения от которого объясняются неоднородностью поля потенциала.

^ Молекулярная диффузия– перенос распределяемого вещества, обусловленный беспорядочным тепловым движением молекул, атомов, ионов.

Направление массообменных процессов – определение, из какой фазы в какую будет переходить вещество. Причем направление перехода вещества определяется концентрациями вещества в фазах и условиями равновесия (в общем случае разностью химических потенциалов вещества в фазах): вещество переходит из той фазы, где его рабочая концентрация выше равновесной.

^ Направление переноса – самопроизвольный перенос субстанции происходит только в направлении меньшего значения потенциала переноса.

Непрерывные процессы – процессы, характеризующиеся тем, что все их стадии протекают одновременно, но осуществляются в различных частях одного аппарата или же в различных аппаратах, составляющих данную установку.

^ Нестационарные процессы – неустановившееся процессы, в которых хоть один параметр изменяется во времени: f = (x,y,z, t).

Обобщенные уравнения – критериальные уравнения, которые имеют вид: f ( k₁,k₂,k₃…k _i ) = 0, где k₁,k₂,k₃…k_i – критерии подобия.

Объемный расход – объём жидкости, протекающий через какое-либо сечение потока в единицу времени.

^ Общие принципы расчета процессов и аппаратов ХТ:

1) определение условий предельного или равновесного состояния системы и направления течения процесса;

2) составление материальных и энергетических балансов и вычисление расходов исходных материалов и количеств получаемых продуктов, а также количества потребной энергии (тепла) и расхода теплоносителей;

3) вычисление движущей силы процессов;

4) определение оптимальных режимов работы и скорости процесса;

5) вычисление основных размеров аппарата.

^ Общее число единиц переноса – изменение рабочей концентрации распределяемого между фазами вещества, приходящееся на единицу движущей силы.

Ограничения при оптимизации – параметры системы, которые остаются неизменными независимо от того, как при этом изменяется значение критерия оптимальности.

^ Определяемые критерии подобия – критерии подобия, в состав которых входит хотя бы одна физическая величина, не входящая в условия однозначности.

Определяемый критерий теплового подобия – критерий Нуссельта, поскольку коэффициент теплоотдачи в критерии Nu в условия однозначности не входит.

^ Определяющие критерии подобия– критерии подобия, в составе которых только физические величины, входящие в условия однозначности.

Оптимальный диаметр трубопровода – диаметр, учитывающий противоречивое влияние скорости на величину общих годовых затрат, выбирается на основе технико-экономического расчета, то есть диаметр, который соответствует минимуму общих годовых затрат.

^ Оптимальная скорость потока – скорость потока в трубах, которая соответствует минимуму годовых затрат на амортизацию и ремонт трубопровода и его эксплуатацию. В практических расчетах принимают ее значения в пределах: для жидкости – от 0,5 до 3 м/с; для газов – от 15 до 20 м/с; для пара – от 15 до 25 м/с.

^ Оптимальный расход поглотителя находят с помощью технико-экономического расчета, и он соответствует минимуму затрат З_min.

Основное уравнение переноса субстанций: описывает поля скоростей, температуры, концентраций, необходимые для решения многих практических задач, .

^ Основные (элементарные) процессы ХТ – процессы, составляющие основу производств всех отраслей химической промышлен-ности.

^ Открытые системы – системы, обменивающиеся веществом с окружающей средой.

Относительный покой – состояние, при котором жидкость покоится относительно стенок сосуда, движущегося с постоянным ускорением относительно Земли.

^ Параметры математической модели – параметры, которые количественно и однозначно характеризуют изучаемый процесс (чем больше параметры ММ, тем более точно описывает она процесс).

^ Параметр ячеечной модели – число n таких ячеек, на которые нужно мысленно разбить аппарат, чтобы получить реально достигаемую в нем степень перемешивания потока.

^ Периодические процессы – процессы, характеризующиеся тем, что все стадии их протекают в одном месте (в одном аппарате ), но в разное время.

Пленочная конденсация пара – образование сплошной пленки конденсата на смачиваемой поверхности.

^ Пленочное кипение – режим, при котором на поверхности нагрева образуется сплошная пленка пара, периодически прорывающегося в объем жидкости.

Плотность– масса вещества, содержащаяся в 1 м³ его объема.

^ Плотность потока субстанции – количество субстанции, проходящее через единицу площади поперечного сечения потока в единицу времени.

Плотность теплового потока – количество тепла, передаваемое через единицу поверхности теплопереноса в единицу времени.

^ Подобные процессы – процессы, которые характеризуются численно равными критериями подобия.

Поверхностные силы – силы, действующие на поверхность жидкости и пропорциональные ей (силы вязкости, давления и другие).

^ Поверхность уровня – поверхность в объёме жидкости, во всех точках которой одинаковое давление.

Пограничный слой – пристеночная область, в которой происходит переход турбулентного движения в ламинарное.

^ Поле скоростей – совокупность мгновенных значений скоростей во всех точках рассматриваемого объема.

Поле температур – совокупность мгновенных значений температур во всех точках рассматриваемого объема.

^ Полная удельная энергия – сумма удельной потенциальной энергии положения и давления и удельной кинетической энергии.

Поля скоростей, температур, концентраций – совокупность мгновенных значений, соответственно, скоростей, температур и концентраций во всех точках рассматриваемого объема.

^ Поперечное перемешивание – перемешивание, которое происходит по сечению потока.

Потенциал переноса субстанций представляет собой удельную (отнесенную к единице объема) массу, энергию или количество движения. В случае переноса массы в качестве потенциала переноса рассматривают плотность или концентрацию; в случае переноса энергии (теплоты) потенциалом переноса является энтальпия единицы объема жидкости; в гидромеханических процессах потенциалом переноса является количество движения (импульса) единицы объема жидкости.

^ Потерянный напор – часть энергии потока (потенциальной), затрачиваемая на преодоление гидравлических сопротивлений и превращаемая при этом в тепло, которое идет на нагревание потока и теряется в окружающей среде.

^ Правило фаз:с + Ф = k + n, где с – число степеней свободы (давление, температура, концентрация) – минимальное число параметров, которые можно изменять независимо друг от друга, не нарушая равновесия данной системы; Ф – число фаз системы; k – число независимых компонентов системы; n – число внешних факторов, влияющих на положение равновесия в данной системе.

^ Принцип Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказать внешнее воздействие, то в ней возникают процессы, направленные на уменьшение этого воздействия.

^ Продольное перемешивание – перемешивание в потоке в направлении его движения; уменьшает движущую силу процесса пере-носа.

Процесс – изменение каких-либо свойств системы.

Пьезометрическая высота – высота столба жидкости, уравновешивающего гидростатическое давление в рассматриваемом живом сечении потока.

^ Пьезометрический напор (напор давления) – характеризует удельную потенциальную энергию давления, выраженную в метрах столба жидкости.

Пузырьковое кипение (ядерное) – режим кипения, при котором паровые пузырьки, достигшие предельного (критического) размера, отрываются от поверхности нагрева, всплывают к свободной поверхности жидкости, возрастая в объеме за счет теплообмена с менее нагретой жидкостью.

^ Рабочая линия процесса – уравнение прямой, выражающее зависимость между рабочими концентрациями.

Рабочие концентрации – действительные концентрации распределяемого вещества, которые всегда отличаются от равновесных.

Равновесие– такое состояние системы, при котором перенос вещества отсутствует.

^ Равновесная линия – линия, которая является либо кривой, либо, в частном случае, прямой линией, уравнение которой выражается зависимостью: у* = f(х) или x* = f(y), (у* = mx или х* = mу), т.е. это геометрическое место точек равновесных концентраций.

Равновесные концентрации – предельные концентрации распределяемого вещества в фазах для данных температуры и давления, установившиеся при равновесии.

^ Свободная поверхность – поверхность раздела жидкости и внешней газообразной среды.

Симплексы подобия (параметрические критерии) – инварианты подобия, выраженные отношением однородных величин.

^ Скорость процессов переноса субстанции– количество субстанции, переносимое в единицу времени через единицу площади поверхности, нормальной к направлению переноса. Чем больше скорость, тем больше производительность аппарата.

^ Скоростной (динамический) напор – характеризует удельную кинетическую энергию, выражается в метрах столба движущейся жидкости.

Скорость массообменных процессов – количество вещества, переносимое в единицу времени через единицу поверхности контакта фаз, , где dM – количество вещества, перешедшего из одной фазы в другую; dF – поверхность контакта фаз.

^ Скорость тепловых процессов – количество тепла, передаваемое в единицу времени через 1 м² площади поверхности, нормальной к направлению теплопереноса (плотность теплового потока).

^ Смешанная задача гидродинамики включает в себя внешнюю и внутреннюю задачи.

Смоченный периметр – часть периметра поперечного сечения потока, по которому он соприкасается с ограничивающими его поверхностями.

^ Сопротивление процесса – величина, обратная кинетическому коэффициенту (например, гидравлическое сопротивление, термическое сопротивление, сопротивление массопередаче).

^ Сплошная среда – среда, в которой не образуется пустот, не заполненных жидкостью.

Средняя скорость движения жидкости – скорость, с которой должны были бы двигаться все частицы жидкости через рассматриваемое плоское сечение, чтобы расход всего потока был равен расходу, соответствующему действительным скоростям этих частиц.

^ Средняя разность температур – движущая сила тепловых процессов, в которых изменяется температура хотя бы одного теплоносителя.

Стационарные процессы – установившиеся процессы, все параметры которых не изменяются во времени: f = (x,y,z).

Субстанциональная производная – производная, учитывающая изменение параметра частицы при ее перемещении вместе с потоком вещества; значение субстанциональной производной складывается из локальной составляющей и конвективной:

локальная конвективная составляющие

Температура – мера средней кинетической энергии молекул и величина, характеризующая степень нагретости тела.

^ Температурный градиент – предел отношения разности температур между изотермическими поверхностями к расстоянию по нормали между ними.

Температурный напор – см.средняя разность температур.

Температурное поле – совокупность мгновенных значений температур во всех точках рассматриваемой среды.

^ Теоретическая ступень изменения концентрации (теоретическая тарелка) – соответствует некоторому гипотетическому участку аппарата, на котором жидкость полностью перемешивается, а концентрации удаляющихся фаз (например, жидкости и газа) являются равновесными. Методу теоретических ступеней (тарелок) присущи серьезные недостатки, и обоснованный переход от теоретических к действительным тарелкам затруднителен. В связи с этим разработаны более совершенные методы, позволяющие определить аналитически или графически непосредственно число действительных ступеней (тарелок) аппарата.

^ Тепловое излучение – перенос тепла электромагнитными волнами, источником которых являются колебания заряженных частиц.

Теплоемкость удельная – количество теплоты, необходимое для нагревания единицы массы вещества на 1 К.

Теплоотдача – процесс теплообмена между твердым телом и соприкасающейся с ним жидкостью или газом.

Теплопередача – перенос теплоты от более нагретой среды к менее нагретой через разделяющую их стенку.

^ Теплопроводность (кондукция) – явление молекулярное, которое состоит в том, что перенос теплоты происходит путем непосредственного соприкосновения между микрочастицами.

^ Тепловой пограничный слой – область турбулентного потока жидкости около твердой стенки, где тепло передается теплопроводностью, образуется, если температуры стенки и жидкости неодинаковы; значение толщины обычно не совпадает с толщиной гидродинамического пограничного слоя и представляет собой основное сопротивление процессу переноса тепла.

^ Тепловой поток – количество теплоты, проходящее через данную поверхность за единицу времени.

Тепловые процессы – процессы переноса тепла, протекающие со скоростью, определяемой законами теплопередачи – науки о способах распространения тепла. Такими процессами являются нагревание, охлаждение, выпаривание и конденсация паров. К тепловым процессам могут быть отнесены и процессы охлаждения до температур более низких, чем температура окружающей среды (процессы умеренного и глубокого охлаждения). Скорость тепловых процессов в значительной степени зависит от гидродинамических условий (скоростей, режимов течения), при которых осуществляется перенос тепла между обменивающимися теплом средами.

^ Термическое сопротивление – величина, обратная тепловой проводимости.

Термическое сопротивление системы – величина, обратная коэффициенту теплопередачи.

Технология – совокупность методов, способов и приемов получения, обработки или переработки сырья с целью изготовления продукции.

^ Турбулентная диффузия – конвективный перенос вещества, осуществляемый под действием турбулентных пульсаций.

Турбулентный режим – неупорядоченное движение, при котором отдельные частицы жидкости движутся по замкнутым хаотическим траекториям, в то время как вся масса жидкости перемещается в одном направлении.

^ Удельный объем – объем, занимаемый единицей массы, или величина, обратная плотности.

Удельная теплота фазовых превращений – количество тепла, которое выделяется или поглощается при фазовом превращении единицы массы вещества.

^ Условия однозначности – условия, которые полностью однозначно характеризуют данное явление, включают:

1. 
   геометрические размеры и форму системы (аппарата), в которой протекает процесс;
2. 
   физические свойства среды, существенные для рассматриваемого процесса;
3. 
   граничные условия, характеризующие взаимодействие среды с телами, ограничивающими объем, в котором протекает процесс;
4. 
   начальное состояние системы, то есть ее состояние в момент, когда начинается изучение процесса.

^ Физическое моделирование–основа теории подобия. Одним из основных принципов теории подобия является выделение из класса явлений (процессов), описываемых общим законом (процессов движения жидкостей, диффузии, теплопроводности), группы подобных явлений.

^ Фиктивная скорость фазы – отношение объемного расхода фазы к площади поперечного сечения аппарата.

Химическая технология – такой способ переработки, который приводит к изменению не только внешних, но и внутренних свойств системы.

^ Химический потенциал есть функция, определяющая направление и предел самопроизвольного перехода данного компонента из одной фазы в другую при соответствующих превращениях:

где μ_i – химический потенциал;

G – энергия Гиббса;

Н – энтальпия;

U – внутренняя энергия системы;

n_i – количество молей i-го компонента;

n_j – количество молей остальных компонентов;

Р – давление;

Т – температура;

V – объем;

S – энтропия.

Центр давления – точка приложения равнодействующей сил давления на стенку.

^ Число единиц переноса – изменение рабочей концентрации распределяемого между фазами вещества, приходящееся на единицу движущей силы; обратно пропорционально средней движущей силе процесса массопередачи.

^ Эквивалентный диаметр – для любого сечения вычисляется по формуле: d = 4F/П, где F – площадь живого сечения, м²; П – смоченный периметр, м.

Экстенсивная величина – величина, пропорциональная количеству субстанции.

Экстракция – извлечение растворенного в одной жидкости вещества другой жидкостью, практически не смешивающейся или частично смешивающейся с первой. Этот процесс представляет собой переход извлекаемого вещества из одной жидкой фазы в другую. Процесс применяют для извлечения растворенного вещества или группы веществ сравнительно невысоких концентраций.

Энтальпия– количество теплоты, необходимое для нагревания единицы массы вещества от 0⁰С до данной температуры.