ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплопередача при непосредственном контакте теплоносителей из "Процессы и аппараты химической технологии Часть 1" Теплопередача при непосредственном соприкосновении теплоносителей встречается значительно реже, чем через разделяющую их стенку. Однако в ряде случаев (например, при охлаждении воды воздухом, в аппаратах с зернистым слоем и др.) такой вид переноса теплоты позволяет с большой эффективностью проводить процессы теплообмена и существенно упрощать их аппаратурное оформление. При этом различают теплопередачу при непосредственном контакте в системах газ-жидкость и газ (жидкость)-твердое тело. [c.309] Теплопередача при непосредственном контакте газа и жидкости всегда сопровождается процессами переноса массы из одной фазы в другую, т.е. это типичный процесс сопряженного тепломассо-переноса. Если жидкость при контакте с газом охлаждается, то происходит испарение часги жидкости и распространение ее в газовом потоке. При этом под испарением будем понимать процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное при температуре меньшей, чем температура кипения жидкости при заданном давлении. В непосредственной близости к поверхности жидкости газовая фаза насыщена паром, и при этом парциальное давление равно давлению насыщенного пара при температуре жидкости. В рассматриваемом случае р Р , поэтому возникает поток вещества из жидкости в газовую фазу. от поток переносит энергию д г (где г-энтальпия испарения). В нашем случае в процессе испарения жидкость охлаждается, поэтому источником этой энергии является сама жидкость. Кроме того, источником энергии может быть передача теплоты жидкости или газу извне. [c.309] Если внешние источники отсутствуют, то испарение происходит только за счет переноса теплоты от газа к жидкости и ее охлаждения. Такой процесс называют адиабатическим испарением. При адиабатическом испарении жидкость охлаждается до температуры м.т, значение которой определяется равенством потоков теплоты, передаваемой газом жидкости за счет конвекции [а Г — Гм.т)] и переносимой из жидкой фазы в газовую вследствие испарения ( г), т.е. [c.309] Температуру 1мл называют температурой мокрого термометра. Это наинизшая температура жидкости, испаряющейся в движущуюся над ней парогазовую смесь. [c.310] Обычно принимают, что основное сопротивление процессу теплопередачи в системах газ-жидкость сосредоточено в газовой фазе. При этом для расчета кинетики процесса можно воспользоваться выражением (11.93). [c.310] В технике чаще встречаются процессы неадиабатического испарения при подводе к жидкости теплоты ет газовой фазы и внешнего источника. [c.310] В некоторых случаях следует учитывать и сопротивление процессу теплоотдачи в жидкой фазе (при достаточно высокой вязкости, слабой ее турбулизации и других условиях). При этом коэффициент теплопередачи определяют по выражению (11.72) без учета термического сопротивления твердой стенки. Обший поток теплоты д складывается из теплоты подводимой к жидкости газом, и теплоты, подводимой внешним источником д . [c.310] Теплообмен при непосредственном контакте газа (или жидкости) с твердым зернистым материалом подразделяют в зависимости от состояния слоя этого материала он может быть неподвижным, движущимся и псевдоожиженным. [c.310] Расчет переноса теплоты внутри твердого зернистого материала существенно сложнее, и при анализе процесса вводят ряд допущений и упрощений. [c.311] Преобразуя уравнение (11.98) методами теории подобия, получим безразмерный комплекс al/X = Bi, называемый критерием Био. Он характеризует соотношение между внешним и внутренним теплопереносом. При малых числах Bi основное сопротивление процессу сосредоточено в сплошной (внешней) фазе, при больших-внутри твердой фазы. В первом случае расчет теплообмена можно проводить с помощью, например, уравнений (11.95)-(11.97) расчет процесса для второго случая приводится в специальной литературе. [c.311] Теплопередача в движущемся слое зернистого материала может обеспечить непрерывность процесса теплопереноса как между потоком дисперсного материала и стенкой аппарата, так и между частицами материала и потоком сплошной фазы, проходящей через движущийся слой. [c.311] Основное отличие движущегося плотного слоя от неподвижного состоит в некотором разрыхлении слоя при его движении, особенно у стенок аппарата. При этом порозность движущегося слоя в радиальном направлении становится неодинаковой-вблизи стенки аппарата она больше, чем в ядре потока, что приводит к увеличению скорости сплошной фазы в этом сечении. Отметим, что в движущемся слое эффект застойных зон в области контактов между соседними частицами существенно снижается. [c.311] Вернуться к основной статье