Фактор теплопереноса

Турбулентный теплоперенос энергии в потоке вязкого сжимаемого газа будет иметь место всегда, пока сохраняется градиент статического давления и отличное от адиабатного закона распределение термодинамической температуры. Доказательством несомненности возникновения вихревого эффекта за счет взаимодействия двух противоположных движущихся осевых потоков считается образование нагретого и охлажденного потоков в вихревой трубе при раскручивании периферийным потоком дополнительно вводимого в центр трубы потока со стороны вывода нагретого потока [17, 18]. Однако данный эксперимент, являясь сам по себе доказательством возникновения энергообмена между самостоятельными потоками, еще не подтверждает возникающее температурное разделение при образовании вторичного потока из исходного внешнего. В данной теории явно не учитывается такой важный фактор, как формирование термодинамических параметров исходного потока в каналах сопловых вводов. Как отмечается в работе [10], величина термодинамической температуры поступающего из сопловых вводов в вихревую трубу газа является наиболее важной, так как при прочих равных условиях именно она определяет в конечном счете среднюю термодинамическую температуру в сечении С, а следовательно, и температурный эффект вихревой трубы А1х . Под сечением С имеется в виду сечение соплового ввода Д1х = 1] - 1, где 1 — температура торможения исходного газа, [c.28]

Рассмотрим другую модель сушки влажного пористого материала. В некотором смысле этот случай аналогичен предельной кинетике послойной отработки в процессах экстрагирования и адсорбции. Предполагается [9], что капиллярно-пористая структура влажного материала и начальное распределение влаги в нем изотропны. Скорость удаления влаги считается зависящей от двух факторов теплопереноса и фильтрования паров влаги. По мере сушки происходит углубление локализованного фронта испарения. К фронту испарения тепло поступает за счет теплопроводности сухой части материала (рис. 5.10), где оно расходуется на превращение жидкости в пар. В результате испарения внутри пористой структуры создается некоторое избыточное давление, под действием которого пары фильтруются от фронта испарения к наружной поверхности. [c.256]

Это выражение представляет собой аналогию Рейнольдса с учетом поправки Рг , учитывающей расхождение между подобием полей температур и полей скоростей. Выражение 81 Рг Кольборн обозначил буквой ] и назвал фактором теплопереноса, который можно выразить так [c.284]

Приближенные модели переноса. При изучении экстракции и абсорбции расчет процессов массо- и теплообмена часто проводят, исходя из предположения, что гидродинамика существенно влияет на массо- и теплоперенос, в то время как тепловые и диффузионные потоки слабо меняют характер течения. Это облегчает задачу, но, к сожалению, не избавляет от математических трудностей, связанных с учетом сложных гидродинамических условий, в которых протекают массо- и теплообменные процессы. Развитие теории массо- и теплопереноса щло по пути учета влияния гидродинамических факторов с помощью построения различных приближенных моделей. [c.172]

Коэффициент теплоотдачи а зависит от режима движения среды, ее скорости, температуры и теплофизических свойств, формы и размеров элементов поверхности теплообмена. Если температуры среды и стенки, а также коэффициент теплоотдачи изменяются вдоль поверхности, то используют дифференциальную форму записи закона Ньютона в виде уравнения (IX,3), в котором коэффициент а носит локальный характер. Поскольку вынужденная и свободная конвекции всегда сопутствуют друг другу, коэффициент теплоотдачи а отражает влияние на передачу тепла конвекцией обоих этих факторов. С увеличением скорости среды и уменьшением разности температур отдельных участков среды роль вынужденной конвекции в теплопереносе возрастает. При прочих равных условиях увеличение разности температур стенки и среды позволяет передать большее количество тепла. [c.162]

Принципиально технологические расчеты ректификационных колонн аналогичны расчетам других массообменных аппаратов и основаны на тех же закономерностях, которые достаточно подробно рассмотрены в гл. 15 и 16. Следует, однако, отметить, что процесс ректификации значительно сложнее, например, процесса абсорбции, так как в этом процессе перенос вещества всегда сопровождается теплопереносом. На первый взгляд может показаться, что скорость процесса ректификации зависит только от скорости подвода теплоты к разделяемой смеси. Однако в действительности это не так. Конечно, без подвода теплоты процесс ректификации происходить не будет. Но скорость процесса и его эффективность, как и в любом другом массообменном процессе, зависят обычно от скорости массопереноса между фазами, т.е. от скорости массоотдачи в фазах. Поэтому и для ректификации справедливы все положения, рассмотренные в гл. 15,-влияние на скорость процесса гидродинамических условий, физических свойств фаз и других факторов, выя вление лимитирующей стадии процесса, определение его движущей силы и т.д. [c.133]

Первостепенное значение при каталитическом окислении этилена имеют макрокинетические факторы, и особенно процессы теплопереноса, поскольку при чрезмерном разогреве катализатора может начаться горение, что резко сокращает выход окиси этилена и ухудшает свойства катализатора. [c.295]

Механизм, основанный на предположении, что состав кристаллической фазы изменяется по высоте аппарата в результате массопереноса между флегмой и кристаллами. При этом межфазная диффузия и теплоперенос не влияют на процесс очистки. Данный подход применим к твердым растворам с малым фактором разделения [27]. [c.107]

Факторы, влияющие на интенсивность теплопереноса от стенки к пленке при ее кипении, можно разделить на три группы [c.158]

Исследованное влияние различных факторов на интенсивность теплоотдачи позволило вскрыть механизм теплопереноса в пленке жидкости, стекающей по вертикальной поверхности и претерпевающей турбулизующее воздействие струй пульсирующего орошения. [c.170]

При использовании приведенных ниже данных об эффективных коэффициентах теплопереноса следует иметь в виду, что они, помимо перечисленных выще факторов (гранулометрический состав, тип угля, насыпная плотность и др.), в значительно большей стенени, чем теплоемкость, зависят от метода определения. Наиболее точные данные могут быть получены при исследовании малых навесок, так как в этом случае расстояние между точками измерения температуры невелико и в ходе опыта может быть определена теплопроводность угольной массы, последовательно проходящей все стадии пиролиза (сушка, пластическое состояние и пр.). [c.187]

По причинам, указанным выше, в сравнительных исследованиях коксы часто подвергают измельчению. Результаты определения тепло- и температуропроводности измельченных образцов, естественно, не могут быть распространены на кусковой кокс. Однако они, как правило, характеризуются хорошей воспроизводимостью, что позволяет делать определенные выводы о влиянии тех или иных факторов на коэффициенты теплопереноса реального кокса. Очевидно, что в ходе таких исследований основные параметры, определяющие теплопроводность дисперсных материалов (плотность, степень измельчения, гранулометрический состав, влажность и пр.), должны поддерживаться постоянными. [c.221]

Более сложным и достаточно важным в промышленном отношении случаем теплопереноса. является лучистый теплообмен в системе, состоящей из нескольких поверхностей с различными температурами и излуча-тельными способностями. Этот случай рассматривают, вводя понятие о геометрическом факторе гр. Фактор ф12 определяется как та доля излучения поверхности [c.232]

Теплоперенос в аморфном СКФ-32 [3] является процессом сложным, зависящим от множества факторов. Однако главной причиной, обусловливающей величину теплопроводности материала, является термическое сопротивление, возникающее при распространении теплового потока в аморфном полимере вдоль его макромолекул или их звеньев, т. е. сопротивление, [c.64]

Знание фактора эффективности значительно упрощает расчет каталитического реактора, поскольку при этом автоматически учитываются любые диффузионные ограничения, что, в свою очередь, позволяет отказаться от решения дифференци-.альных уравнений массо- и теплопереноса для каждой гранулы или таблетки в слое катализатора. [c.50]

Рис. 6.9. Зависимость фактора эффективности от модуля Тиле в условиях влияния внешнего массо- и теплопереноса [5.27]

Влияние механизма коксоотложения на характер поведения гранулы катализатора во времени также наглядно иллюстрирует рис. 6.14, где приведены расчетные зависимости фактора эффективности от т для Ф = 1 и 16. Из этих зависимостей следует, что при Ф=1 параллельное коксоотложение приводит к более сильному падению активности, чем последовательное. При Ф = 16 эта закономерность меняется на обратную. Как можно было ожидать, при параллельно-последовательном механизме расчетные зависимости лежат между двумя крайними случаями. Результаты, приведенные в [6.17], отличаются от результатов работ [6.20] для изотермической гранулы и [6.21], в которой пренебрегали внешним массо- и теплопереносом. [c.136]

При проектировании реактора полезно определить фактор эффективности т], представляющий собой отношение скорости реакции Гр, тормозящейся влиянием массо- и теплопередачи, к скорости химической реакции г, протекающей без торможения. Тогда, для того чтобы определить скорость реакции в условиях значительного влияния массо- и теплопереноса, необходимо только умножить величину скорости химической реакции на фактор г . Сначала мы рассмотрим случай, когда температура внутри гранулы катализатора равна температуре на ее периферии, т. е. когда влияние теплопередачи отсутствует. В гл. 4 было показано, что для сферической частицы катализатора отношение скоростей двух указанных выше реакций, которое в этом случае также определяет долю поверхности, доступной для реакции, определяется выражением [c.412]

Очевидно, что при проектировании реакторов произведение скорости химической реакции, не зависящей от диффузии в порах, и фактора эффективности соответствующего катализатора дает значение скорости, которое может быть затем использовано для последующих расчетов. Как и в случае диффузии через газовую фазу, здесь имеется полезный критерий, позволяющий решить, насколько важно влияние массо- и теплопереноса при оценке общей скорости реакции. Для изотермического случая, когда Т равно единице, для реакции, согласно уравнению (101), доступна вся поверхность. Чтобы Ь, был приблизительно равен /г, величина Ъ должна быть малой. Критерием [c.414]

Выражение St Рг"Л1 Кольборн обозначил буквой j и назвал фактором теплопереноса (heat transfer fa tor). Сущность этой аналогии становится яснее, если раскрыть отдельные критерии зависимости [c.361]

Об этом свидетельствует большое число публикаций, связанных с выявлением основных факторов, влияющих на эффективность работы катализатора в реакторах малого масштаба. К этим факторам относятся массо- и теплоперенос в слое, режим течения жидкой и газовой фаз, радиальное и продольное перемешивание, высота слоя и размер гранул катализатора [ЗО, 63, 64, 119, 120], Неучитывание этих факторов может привести к получению искаженных результатов и соответствующим ошибкам при получении данных для численного решения уравнений математического описания. [c.90]

При одновременном протекании в пористом зерне катализатора тшических реакций и процессов массо- и теплопереноса в нем возникают градиенты температур и концентраций, т. е. концентрации реагентов и температура смеси изменяются по глубине зерна и отличаются от их значений на поверхности. Скорость же превращения в аппарате обычно определяют при значениях переменных на поверхности катализатора. А для учета внутри-диффузионных эффектов вводится вспомогательная функция т], которая носит название фактора эффективности, или степени использования внутренней поверхности зерна катализатора, и определяется отношением [c.158]

В идеале кинетические уравнения должны помочь решить задачу сколько катализатора следует помещать в каждый слой данного реактора, чтобы достичь максимальной экономической эффективности. Но многие уравнения, опубликованные в литературе, имеют малое практическое значение или вообще его не имеют, так как не очень точно описывают активность катализатора во всем интересующем интервале условий, и в частности при высоких степенях превращения SO2 в SO3. Кроме того, наблюдаемые скорости определяются не только кинетическими факторами. Иа эффективность работы таблеток катализатора могут в значительной мере влиять различные процессы внешнего или внутреннего (внутри таблеток) массо- и теплоперено-са. В работах [22, 41, 52] детально обсуждаются проблемы эффективности катализатора. Диффузионные процессы можно расположить в порядке убывания их важности внутренний массоперенос > внешний массо- и теплоперенос>внутренний теплопе-ренос. [c.250]

Основные результаты расчета при различных технологических параметрах представлены в табл. 10.1. В расчетах варьировались теплопроводность зерна катализатора, линейные размеры гранул катализатора, состав смеси на входе в аппарат, скорость фильтрации и время контакта. В таблице представлены средние за цикл концентрации аммиака на выходе из слоя и максимальная температура катализатора. Из данных, приведенных в таблице, можно сделать вывод о влиянии размеров зерна катализатора на технологические характеристики нестационарных режимов. С ростом размеров зерна катализатора уменьшается максимальная температура, что вызвано снижением коэффициента межфазного теплообмена и ростом характерного времени теплопереноса в пористом зерне. Сов-иместное действие этих двух факторов увеличивает ширину зоны реакции, и, как следствие, максимальная температура понижается. Выход аммиака увеличивается. Это еще раз подтверждает уже обсуждавшийся ранее вывод о том, что при осуществлении процесса в нестационарном режиме часто при увеличении размера зерна внутренний массоперенос оказывает меньшее влияние на выход продукта, чем межфазный теплообмен и теплоперенос внутри зерна катализатора. Например, по данным расчетов при увеличении диаметра зерен катализатора с 5 до 14 мм максимальная температура в слое уменьшается с 587 до 552°С. При этом средняй- за цикл выход аммиака увеличивается с 15,5 до 17,2%. Дальнейшего снижения максимальной температуры можно добиться за еявт использо- [c.213]

А. Тепло- и массопереиос к твердым телам и жидким средам прн внешнем обтекании тел и течении в каналах, при вынужденной и естественной конвекции. Перенос теплоты к твердым телам и жидким средам при ламинарном течении с заданными граничными условиями или условиями сопряжения полностью описывается законом теплопроводности Фурье, если только тепловые потоки не превышают своих физических пределов (фононный, молекулярный, электронный перенос н т. д.). Возможность решения сложных задач в большей или меньшей степени зависит только от наличия необходимой вычислительной техники. Для расчета ламинарных течений, включая и снарядный режим, к настоящему времени разработано достаточно много стандартных про1-рамм, и их число продолжает непрерывно увеличиваться. Случай движущихся тел включает в себя также и покоящиеся тела, так как координатную систему можно связать с телом и, таким образом, исключить относительное движение. Поэтому методы расчета теплопередачи к твердым телам и жидким средам при их ламинарном течении полностью аналогичны. Единственным фактором, влияющим на тепловой поток как при нестационарном нагреве твердого тела, так и при квазистационар-ном ламинарном течении, является время контакта. Хотя часто коэффициент теплоотдачи нри ламинарном течении представляется как функция скорости, необходимо обязательно помнить, что скорость течения есть только мера времени контакта или времени пребывания среды в теплообменнике. Эта концепция обсуждалась в 2.1.4, где было показано, каким образом и — а-метод, используемый обычно для описания ламинарного теплообмена, можно применить и для расчета нестационарного теплопереноса а твердом теле. В разд. 2.4 эта концепция получает даль- [c.92]

Поскольку теплота конденсахщи (испарения) для различных рабочих тел (особенно для воды) весьма велика, то даже при небольших разностях температур между концами термосифона могут транспортироваться значительные количества теплоты. Если оперировать терминами кондуктивного теплопереноса, то можно констатировать, что термосифон обладает продольной эквивалентной теплопроводностью превьииающей таковую для самых теплопроводных металлов (медь, серебро, алюминий) в сотни и тысячи раз. Практически пропускная способность термосифонной трубы вряд ли может явиться лимитирующим фактором в общем переносе теплоты от горячего к холодному теплоносителю. [c.593]

Управляемыми параметрами, определяющими перечисленные факторы, являются подвод тепла, y Jювия теплопереноса, размеры и форма сварочных валиков, тип электрода, влажность, посторонние материалы, окисленный материал. Не менее важным фактором является наличие высокой квалификации сварщика. Неуправляемыми па-раметрами являются вид и локализация дефекта, а также химический состав основного материала. [c.616]

Хотя в промышленности работает большое число аппаратов со свободнокинящим слоем, имеется мало информации об эффективном размере пузырей и зависимости степени превращения от размеров пузырей в этих аппаратах. Если лимитирующим фактором является процесс теплопереноса (см. гл. XII), этот недостаток не имеет большого значения, если же таким фактором является степень превращения, то вместо свободнокипящего слоя следует применять слой с внутренними устройствами, что облегчает масштабный переход, уменьшит срок и стоимость разработки. [c.393]

В уравнении, полученном обработкой экспериментальных данных для различных тепловых потоков, отсутствует фактор влияния теплового потока на коэффициент теплоотдачи. Это свидетельствует о том, что в испарителе системы Самбай , в отличие от испарителя системы Лува , тепловой поток не оказывает какого-либо ощутимого влияния на интенсивность теплообмена. Причина заключается в том, что в испарителе Лува увеличение теплового потока интенсифицирует конвективный теплоперенос вследствие более интенсивного перемешивания в пленке, осуществляемого п узырьками пара. Кроме того, с ростом теплового потока содержание пара в пленке возрастает, в то время как в испарителе Самбай пленка жидкости интенсивно перемешивается самим ротором и эффект дополнительного перемешивания ее пузырьками пара можно признать пренебрежимо малым. [c.168]

В отличие от теплоемкости, которая не зависит от макроструктурных факторов, на коэффициенты теплопереноса эти факторы оказывают большое, часто решающее влияние. С одной стороны, распространяющийся в неоднородном (пористом и трещиноватом) теле тепловой поток вынужден преодолевать сопротивление, обусловленное рассеянием (вещество связующего и границы зерен), удлинением пути и уменьшением живого сечения (поры) и, наконец, разрывами непрерывности (трещины). С другой стороны, влияние пор и трещин в некоторой степени компенсируется теплопроводностью заполняющего их газа и (при высоких температурах) радиационным теплообменом. Конвекция в порах дисперсного материала, как правило, пренебрежимо мала. [c.33]

Выходной сигнал мостовой измерительной схемы, определяемый как разность произведений КхКз - КгК , пропорционален интенсивности теплоотвода и теплопереноса и в конечном итоге скорости воздушного потока. При этом благодаря тому, что все четыре плеча являются рабочими, значение вьгходного сигнала значительно выше, чем при реализации отдельно термоанемометрического или калориметрического принципа. Расположение всех четырех плеч в идентичных условиях способствует также снижению зависимости выходного сигнала от влияния внешних факторов — температуры, давления, влажности, запыленности измеряемого потока. В отношении запыленности следует отметить, что отдельные пылинки, попа- [c.734]

Отклонения от простейшей зависимости, представленной на рис. 3.3, появляются тогда, когда существенной становится не-гизотер мичность гранулы, а также в случаях, когда влияет внешний массо- или теплоперенос. В ряде работ [3.20, 3.21] показано, что при этом для экзотермической реакции фактор эффективности может быть больше, чем единица. Это является следствием ТОГО, что увеличение температуры относительно газовой фазы внутри частицы катализатора компенсирует, а в конечном счете и перекрывает влияние снижения концентрации реагента из-за внутридиффузионного сопротивления. Кроме того, было показано, что при некоторых значениях модуля Тиле можно по-.лучить несколько значений фактора эффективности. Такая множественность стационарных состояний играет важную роль при анализе устойчивости реактора. [c.52]

Влияние внешнего тепло- и массопереноса на фактор эффективности гранулы катализатора рассмотрено в [5.27]. Для изотермического случая, когда рассматривается только внутреннее и внешнее сопротивление массопереносу, полученные Б этой работе результаты согласуются с данными [5.17]. В том случае, когда влияет также теплоперенос, анализировалась зависимость фактора эффективности от величины модуля Тиле. Численные значения параметров, принятых для моделирования, были физически более обоснованы, чем в случае, когда внешние перепады не учитывались. Так, для р было принято значение 0,01, = 20, аСац = 1, /СрС р =10, В1т=25 и В1 1==0,5. Характерный вид зависимости приведен на рис. 5.9. [c.111]

Если, как и в разд. 4.5.5, нанисать дифференциальные уравнения для массо-и теплопереноса внутри сферической частицы, то уравнение (102) можно использовать для того, чтобы исключить одну из переменных. Результаты численных решений, полученных для этих уравнений, показаны на рис. 4. В гл. 4 эти решения были выражены через значения модуля Тиле, но здесь полезнее определить новый безразмерный коэффициент Ф. Таким образом, решения выражаются в виде семейства кривых, определяющих зависимость фактора эффективности т] от безразмерных коэффициентов [c.413]