Тепловой эффект в области низких температур

Большой вклад в изучение в СССР вихревого эффекта внес А.П. Меркулов. В предложенной им гипотезе процесса энергетического разделения большое внимание уделено турбулентному энер-гообмену. Энергия турбулентности используется для осуществления работы охлаждения вынужденного вихря, так как за счет радиальной составляющей турбулентной пульсационной скорости элементарные турбулентные моли перемещаются по радиусу в поле высокого радиального градиента статического давления . При адиабатном сжатии или расширении турбулентные моли изменяют свою температуру, соответственно вызывая нафев или охлаждение газа при смешении со своим слоем. Передавая тепло из зоны низкого в зону высокого статического давления, они осуществляют элементарные турбулентные циклы. Охлаждение имеет место только в приосевом потоке, так как в нем и статическая температура, и окружающая скорость падают, обеспечивая снижение полной температуры . Основная доля кинетической энергии исходного потока зафачивается на закрутку вынужденного вихря и дисси-пирует в турбулентность. Энергия на закрутку передается до тех пор, пока не наступит равновесие со свободным вихрем в сопловом сечении . Считается, что формирование центрального потока происходит по всей длине фубы и завершается в сопловом сечении. Учет поля центробежных сил проводится через радиальный фадиент статического давления. Передача кинетической энергии направлена от периферии к оси, и часть ее расходуется на турбулентность. Термодинамическая температура в приосевой области ниже, чем в периферийной области вихревой трубы. [c.23]

Смесь предварительно измельченных кальцита и кварца, подвергнутая дополнительному совместному измельчению, при температуре 860° С на фоне эндотермического пика дает экзотермический эффект (рис. 67). С увеличением длительности обработки смеси экзотермический эффект растет, но его величина никогда не превышает эндотермический эффект декарбонизации. Эта особенность свойственна смесям кальцита не только с кварцем, но и с корундом и глиноземом. По мере измельчения оба эффекта уменьшаются по величине и смещаются в область низких температур. Можно полагать на основании изложенного, что уменьшение затрат внешнего тепла на декарбонизацию вызвано появлением источника знергии в смеси, причем интенсивность такого источника по мере измельчения возрастает, но количество выделяемого им тепла никогда не превышает затрат знергии на декарбонизацию кальцита. [c.216]

И представляется вероятным вращение молекул, образующих твердое вещество, за исключением тех случаев, когда вещество находится при очень низкой температуре. Конечно, при самых низких температурах, если только межмолекулярные силы не абсолютно симметричны, молекулы должны быть закреплены в определенных положениях, и вращение молекул не происходит. Можно предвидеть, что, когда температура повышается, некоторые молекулы приобретают энергию, достаточную для вращения. Однако если одна молекула начала вращаться, то это очевидно облегчает возможность вращения ее соседей [3]. Далее, по мере возрастания температуры увеличивается объем, и молекулы меньше препятствуют друг другу [6]. Этот эффект кумулятивен по мере повышения температуры число вращающихся молекул возрастает очень быстро, и затем почти внезапно кристалл становится неустойчивым, и все молекулы приходят во вращение. Так как усиление вращения сопровождается поглощением тепла, это явление можно проследить, определяя теплоемкость, которая резко увеличивается в области перехода, ограниченной несколькими градусами, а затем еще более резко уменьшается до почти нормальной величины. Может также происходить и обычный переход, характеризуемый наличием скрытой теплоты превращения. Точки перехода, истолкованные таким образом Паулингом, действительно известны в ряде случаев. [c.208]

Значит, в идеальной сжимаемой жидкости вихревой эффект невозможен. В основе механизма этого явления должен лежать процесс переноса существенного уменьшения полной энтальпии газовых частиц в стационарном потоке вязкого газа, чего не происходит. Следовательно, центробежный поток энергии является результатом процесса переноса тепла, что возможно только при наличии в газе радиальных фадиентов температур. Изменение средних значений полных энтальпий потоков обусловлено не теплопроводностью, а только внутренним нротивоточным теплообменом встречных потоков. Это происходит в результате турбулентного перемещения газа в вихре, периферийные слои которого имеют наибольшую скорость и самую низкую статическую температуру. Выравнивание угловой скорости — результат фения, что ведет к росту давления в приосевой области. Из зоны повышенного давления берет начало центральный поток при движении в сторону диафрагмы. [c.22]

Явления в этой области в некоторых частично смешивающихся бинарных системах характеризуются сильными межфазными возмущениями (фото 6.19) [52, 53]. Поскольку при постоянной температуре такие системы характеризуются лишь одной равновесной концентрацией, существует единственное значение равновесного межфазного натяжения. Поэтому такие возмущения не могут быть объяснены местным уменьшением поверхностного натяжения вследствие изменения концентрации. Однако частично смешиваемые жидкости имеют как правило низкое межфазное натяжение (2 дин/см для системы ацетилацетон — вода при 25 °С) и потому весьма чувствительны к местным изменениям межфазного натяжения, вызванным тем, что ири нормальных условиях рассматривалось бы как вторичный эффект. Объяснить это можно выделением тепла при массопередаче или динамикой межфазного натяжения, характеристики которой в бинарных системах в основном неизвестны. [c.238]

Таким образом, если теплоемкость исходных веществ больше теплоемкости продуктов реакции, то с повышением температуры выделение тепла при реакции возрастает. Как правило, именно это и наблюдается для образования соединений в области не слишком высоких температур. Значительно реже встречается противоположный случай теплоемкость продуктов реакции оказывается больше теплоемкости исходных веществ тогда тепловой эффект реакции при повышенной температуре меньше, чем при низкой. [c.299]

При возбуждении на воздухе в некоторых областях спектра появляются интенсивные СЫ-полосы (разд. 1.4.1 в [4а]). Углерод из-за его высокого потенциала ионизации и высокой температуры сублимации не мешает образованию высокотемпературной плазмы. С увеличением степени графитизации улучшаются обрабатываемость материала, его электро- и теплопроводность. Отвод тепла от электродного промежутка можно снизить, если уменьшить поперечное сечение электрода за счет проточки на нем узкой шейки. При использовании удлиненного противоэлектрода, изготовленного из угля плохой проводимости, можно устранить распространение дуги на боковые стороны электрода. Последний эффект может вызывать трудности особенно при анализе диэлектрических материалов (разд. 3.3.1). Использование угольных или графитовых противоэлектродов позволяет во многих случаях (например, при анализе чистого алюминия) достигать более низких пределов обнаружения, чем с электродами из других материалов. В случае анализа следов элементов и, в частности, следов [c.90]

Анализ распределения температуры в форме (рис. 4.49) момент окончания заполнения для двух режимов формования, различающихся значениями критерия гелеобразования, показывает, что температура в центре монотонно возрастает по мере удаления от входа. При высоком значении критерия гелеобразования температура у входа имеет максимальное значение вблизи стенки формы, но при удалении от входа максимум смещается к центру, исключая область фронта, где температура становится практически постоянной, поскольку большая часть материала в этой области поступает из центральной части потока. При низком значении критерия О максимальное значение температуры наблюдается у стенки по всей длине полости, так как в этом случае выделение тепла за счет химической реакции очень мало, но вблизи фронта температура также становится практически постоянной. Сравнение результатов расчета по изменению перепада давления в форме с учетом и без учета особенностей фронтального течения показало [259], что при низких значениях критерия гелеобразования различие практически отсутствует, а при большом значении О в последнем случае погрешность становится значительной. Этот факт еще раз подтверждает значение учета фонтанного эффекта. [c.169]

При концентрации Р2О5 в кислоте менее 18% тепла аммонизации недостаточно для прогрева пульпы до температуры кипения, и наблюдаются гидроудары. Это объясняется [77] тем, что взаимодействие аммиака с кислотой происходит по поверхности газовых пузырьков, в объеме которых поглощаемый аммиак замещается испаренной водой. Попадая в область низких температур, за счет конденсации пара пузырьки схлопываются , т. е. происходит гидроудар. Устранение этого эффекта возможно путем подогрева кислоты или увеличения ее концентрации. [c.80]

Анализ системы, состоящей из уравнения (2.44) и кинетического уравнения реакции первого порядка, проведен в работах [96, 97]. Такой подход удобно использовать для моделирования процессов получения крупногабаритных блоков, так как часто из-за низкой теплопроводности режим их получения близок к адиабатическому (число БиоСО, ). Более полная постановка задачи моделирования процесса химического формования в форме дается анализом режимов работы периодического реактора без смешения при нестационарно протекающих химических процессах и кондуктивном теплопереносе. Один из вариантов расчета может быть выполнен при следующих допущениях [98] реакция, протекающая в рассматриваемой области, является одностадийной и необратимой теплопередача в зоне реакции осуществляется путем теплопроводности движение реагирующего вещества и связанный с ним конвективный механизм передачи тепла отсутствуют исходное вещество и продукты реакции находятся в одном фазовом состоянии, т. е. протекание реакции не сопровождается фазовыми превращениями лраиица рассматриваемой области непроницаема для вещества теплообмен на границе раздела происходит по закону Ньютона величины, характеризующие физические свойства вещества (теплопроводность, теплоемкость, плотность), химическую реакцию (энергия активации, предэкспоненциальный фактор, тепловой эффект) и условия протекания процесса (давление, температура окружающей среды, форма и размеры области, коэффициент теплоотдачи), в ходе процесса не изменяются. [c.54]

В предыдущих главах при рассмотрении свободноконвективных течений мы не учитывали другие виды теплопереноса или же механизмы, которые могли возникать одновременно с конвекцией. Совместное действие различных механизмов переноса в примыкающих друг к другу областях обсуждалось в предыдущем разделе. Здесь же мы рассмотрим одновременное совместное действие кондуктивно-конвективного переноса, на которое накладываются радиационные эффекты. Так, в некоторых сопряженных задачах переноса, например в задачах, рассматривавшихся в разд. 17.5 (в частности, в задаче о пограничном слое вблизи нагретой вертикальной поверхности), перенос тепла излучением может играть существенную роль даже при относительно низких температурах, поскольку теплопередача естественной конвекцией часто оказывается очень малой, особенно в газах. В зависимости от свойств поверхности и геометрии задачи перенос излучением во многих практических ситуациях нередко близок по величине или даже больше, чем конвективный теплоперенос. Именно поэтому важно определить его влияние на характер течения и теплопередачу. [c.483]

Рис. 12.10. Зональный разрез планетарной волны с восходящей групповой скоростью. Линии равных фаз нанесены через четверть периода. Высокое обозначает линию максимального поверхностного давления (или максимальную аномалию геопотенциала изобарической поверхности). Низкое обозначает противоположную фазу. Тепло соответствует зоне максимальной температуры, холод — минимальной. К полюсу характеризует линию с максимальной меридиональной скоростью. Маленькие штриховые стрелки показывают агеострофическое движение (относительно среды). Опускание вдоль линии низкое соответствует нагреванию, так что вся картина как целое смещается к западу (опять же относительно среды). Рисунок, кроме того, можно толковать как стоячую планетарную волну, в которой воздух движется слева направо (западный ветер) со скоростью, в точности компенсирующей фазовую скорость западного направления. Соответствующий поток над синусоидальным рельефом, а также траектории близко расположенных частиц показаны в нижней части рисунка. Вверх по потоку давление является высоким (В), вниз по потоку низким (Н). Соответственно воздух воздействует на рельеф с силой, направление которой показано внизу на рисунке. Рисунок построен с искажением соотношений масштабов по вертикали и горизонтали, равным Ы ]. Линии равных фаз при этом наклонены под углом 45°. В этом случае групповая скорость направлена вертикально вверх относительно воздуха, а относительно земли в используемой растянутой системе координат она направлена перпендикулярно линиям равных фаз. Если оценить вертикальные расстояния между линиями тока, то можно убедиться в том, что наибольшему растяжению подвержены вихревые линии в области высокого давления ( высокое ). Растяжение в этой области дает ииклонический вклад в их относительную завихренность. Вместе с тем частицы, расположенные на этой линии, также испытывают и максимальные меридиональные смещения. При этом Р-эффект создает антициклонический вклад в растяжение. Таким образом, в сумме на линии, отмеченной высокое , относительная завихренность оказывается антициклонической. Это можно увидеть, рассматривая поле меридиональной скорости.

Наиболее реальным из всех термодинамических характеристик процессов деструкции является экспериментальное определение энталь-пийного фактора — теплового эффекта брутто-реакций. С этой целью может быть использован дифференциально-термический анализ. Дпя формальной оценки рассмотрим термограмму спекающегося угля (рис. 53), на которой имеется ряд характерных пиков, отвечающих тем или иным процессам, протек 1ющим при термической обработке угпей. Эндотермический пик в области 100-120°С обусловлен расходом теплоты на испарение воды, поэтому имеется прямая зависимость между глубиной этого пика и содержанием влаги в угле. Обычно термограммы углей низких стадий зрелости имеют более глубокий пик сушки по сравнению с термограммами угпей более высоких стадий зрелости. После завершения процесса испарения влаги из угля приток тепла к спаю термопары, помещенной в угольную загрузку, увеличивается по сравнению с эталоном и температура в обеих камерах тигля начинает выравниваться. Результатом этого является подъем дифференциальной кривой до температур 270—280°С. В зтой температурной области процесс термической деструкции имеет явный эндотермический характер, который изменяет ход кривой, в результате чего на ней образуется перегиб, принимаемый за экзотермический максимум. [c.131]

Осуществляя цикл в области влажного пара, можно заменить нропесс дросселирования внутренним теплооб.меном или регенерацией тепла. Жидкость после конденсатора (состояние 3) направляется в регенератор, где охлаждается до температуры кипения Т (состояние 0) влажным паром, поступающим из испарителя влажный пар осушается до состояния 1. Так как жидкость можно считать практически несжимаемой, то после дросселирования не происходит изменения ее термодинамического состояния. На участке О—1 протекают два процесса получение холодильного эффекта (О—1 ) и подвод тепла (1 —1) от жидкости для ее охлаждения (3—0). Перенос тепла процесса 3—О на более низкий температурный уровень Го, необратим и приводит к возрастанию энтропии на величину Д . [c.36]

Для исследования отдельных закономерностей изменчивости применялись также и численные модели общей циркуляции атмосферы. Например, в работе [517, 518] с помощью задания сезонных изменений инсоляции и температур поверхности моря исследовался сезонный цикл. Воодушевленные успехом указанной работы, Манабе и Каи [514] применили ту же модель для моделирования ледникового периода и установили, что тропические зоны континентов были в тот период значительно суше. Модели применялись и для исследования отдельных проявлений южной осцилляции . Годы низких индексов (один из них представлен на рис. 11.27) соответствовали высоким температурам поверхности в тропиках восточной части Тихого океана, большие аномалии которой были характерны для лет Эль-Ниньо. На рис. 11.12 можно увидеть очень большие температурные различия между годом Эль-Ниньо и предыдущим годом (который к тому же был аномально холодным). Бьеркнесс [63, 64] показал, что в теплые аномальные годы (т. е. годы малых контрастов температуры между западом и востоком) ячейка Уолкера в Тихом океане бывает ослаблена. Он обсудил некоторые последствия этого эффекта. Исследование влияния положительных аномалий температуры воды на атмосферную циркуляцию с помощью моделей (например, [691, 692, 375]) показали, что оно не ограничивается тропической областью. Существенные изменения вызываются также в средних и высоких широтах. [c.212]