ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплообмен с зернистыми материалами и насадками из "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии Издание третье" Наибольщий практический интерес представляет охлаждение или нагревание твердого тела, при которых тепловое взаимодействие этого тела с окружающей средой осуществляется теплоотдачей. [c.140] Рассмотрим процесс охлаждения наиболее простого твер-доге тела — неограниченной пластины толщиной 26 (рис. [c.141] В последующие моменты времени ть тг,. .., т из-за перемещения тепла из пластины в поток жидкости по толщине пластины наблюдаются градиенты температур, отличные от нуля, и температуры изменяются от значений соответственно l, с2,. .., t в средней плоскости до twl, tw2, , iw на поверхности пластины, а в потоке жидкости — от ,1, 2,. .., до в ядре потока. Предельное (минимальное) значение температуры по толщине пластины (равное tf) соответствует времени X— -оо(т ). Особенностью рассмотренного процесса охлаждения пластины является неустановивщееся состояние процесса. [c.141] Для рещения задачи о распространении тепла внутри пластины, а также внутри любого твердого тела дифференциальное уравнение теплопроводности (6.9) должно быть дополнено уравнением, характеризующим условия на границе раздела фаз твердое тело — жидкость. Такое уравнение может быть получено в результате следующих рассуждений. [c.141] Из уравнений (6.9) и (6.93) методами теории подобия можно получить числа подобия, характеризующие перемещение тепла внутри твердого тела, а также уравнение подобия. [c.142] В рассмотренном случае охлаждения неограниченной пластины определяющим размером является половина ее толщины б. В момент времени т температура по толщине пластины изменяется от значения t до значения tw в зависимости от координаты X, т. е. 1 = 1(х). [c.142] Решения (6.96) —(6.98) справедливы также для случаев нагревания твердых тел, т. е. когда t ta. [c.143] Для решения практических задач теплопроводности в твердых телах сложной формы используются аналитические и численные методы. Решения возможны при известных краевых условиях, включающих начальное распределение температур в теле и граничные условия на поверхности тела, которые могут быть заданы одним из трех способов температурой поверхности, тепловым потоком и коэффициентом теплоотдачи. [c.143] Если пренебречь потоком тепла вдоль оси цилиндра, то охлаждение (или нагревание) элемента будет происходить в условиях нестационарного режима так же, как и бесконечно длинного цилиндра того же радиуса. Поэтому распределение температур в элементарном цилиндре, покидающем трубу, будет такое же, как в неподвижном бесконечно длинном цилиндре того же радиуса, который охлаждался (или нагревался) в тех же условиях. Время охлаждения (или нагревания) т цилиндра из зернистого материала определяется скоростью его движения по трубе и длиной охлаждаемого (или нагреваемого) участка трубы. [c.144] Температуры на оси цилиндра (трубы) t и поверхности цилиндра (у стенки трубы) tw, а также средняя для слоя зернистого материала температура tm могут быть определены аналитически или по графикам, упомянутым выше. [c.144] При определении значения критерия Bi необходимо учитывать термическое сопротивление стенки трубы [по соотношению (6.99)]. [c.144] Теплоотдача от газа к неподвижному слою зернистого материала (насадки). Этот вид теплообмена встречается при нагревании (охлаждении) зернистого материала или других на-садочных тел потоком газа. [c.145] Теплоотдача к псевдоожиженному слою зернистого материала. [c.145] Теплоотдача от стенки теплообменного устройства к псевдоожиженному слою зернистого материала относится к наиболее интенсивному виду теплообмена с зернистыми материалами. Коэффициент теплоотдачи для этого случая теплообмена зависит от скорости продувки газа через псевдоожиженный слой зернистого материала, причем до определенного предела коэффициент теплоотдачи возрастает с увеличением скорости продувки слоя газом после достижения максимального значения наблюдается уменьшение значений коэффициентов теплоотдачи с увеличением скорости продувки слоя газом. Очевидно, что наиболее эффективная работа теплообменных устройств может быть достигнута при максимальных значениях коэффициента теплоотдачи. [c.145] Формула (6.105) справедлива при значениях чисел Архимеда 30—135 000. [c.145] Вернуться к основной статье