Конвекция термическая

Турбулентная диффузия загрязнений, обусловленная турбулентным перемешиванием воздуха [6, 8], зависит от метеорологических условий и прежде всего — от поля осредненной скорости ветра и от термической конвекции в приземном слое атмосферы. [c.19]

Не-П в первом приближении может быть представлен как взаимно противоположное движение двух составляющих, когда от поверхности нагрева в направлении градиента температуры движется поток вязкого нормального компонента, а ей навстречу, к источнику теплоты — равный поток сверхтекучего компонента. При этом отсутствуют взаимодействие сверхтекучего компонента с нормальным или стенками сосуда, т. е. компоненты могут свободно перемещаться относительно друг друга, не испытывая никакого взаимного трения. Последнее обстоятельство обусловливает высокую эффективность теплопередачи. Другими словами, если в жидком Не-П существует градиент температур, то в не.м осуществляется внутренняя конвекция (термический противоток) двух взаимопроникающих компонентов, причем в системе выполняется закон сохранения массы, т. е. суммарный массовый расход жидкости при термическом противотоке равен нулю [c.246]

Приведем способ расчета тепловых сопротивлений отдельных областей аппаратов в условиях свободной конвекции. Термическое сопротивление [c.240]

Анализ зависимостей на рис. IV. 3 показывает, что при увеличении критерия Релея от 40 до - 100 интенсивность конвективного теплопереноса в слое растет линейно в соответствии в выведенной выше зависимостью (IV. 11). В дальнейшем влияние На на конвективный теплоперенос ослабевает. Это можно объяснить тем, что при интенсивности конвективного теплопереноса, соизмеримой с передачей теплоты теплопроводностью (ф 2), конвекция оказывает существенное влияние на формирование профиля температуры в слое, линейность которого при этом нарушается. С увеличением Ра также большую роль должно играть дополнительное термическое сопротивление конвективному теплопереносу у стенок, ограничивающих слой. При На 300 происходит перелом в ходе некоторых зависимостей на рпс. IV. 3, связанный с изменением характера циркуляции жидкости. Аналогичный характер зависимостей при естественной конвекции в горизонтальных прослойках зафиксирован в работах [24, 25]. [c.110]

Следствием такой обратной подачи является то, что при авто-термической работе во многих случаях реактор должен быть зажжен для получения устойчивого режима процесса. В этом смысле обычное пламя и, как правило, все быстрые реакции сгорания являются также автотермическими, так как реагенты предварительно нагреты до температуры реакции за счет конвекции и радиации (см. также стр. 182). [c.133]

Величину коэффициента А в среднем можно принять равной 2,1. Коэффициент теплопередачи аг имеет единицу измерения Вт/(м К). В качестве тепловой изоляции используют синтетические и минеральные материалы, имеюш,1 е пористую структуру с замкнутыми мелкими порами, в которых исключается теплопередача конвекцией. Как известно, тонкие слои воздуха являются хорошей изоляцией при толщинах, исключающих возникновение свободной конвекции. Такие пористые материалы имеют весьма малые значения коэффициента теплопроводности, что позволяет при определенной толщине слоя изоляции (обычно до 150 мм) и ее конструкции получить большую величину термического сопротивления стенки. [c.174]

B. Анализ термических цепей. Проведем термический анализ простой системы, включающей как радиацию, так и конвекцию. Например, рассмотрим небольшую комнату, внешняя стена которой площадью 12 м имеет затененное окно с одинарным стеклом, а внутренние стеньг, потолок и пол площадью 60 почти полностью теплоизолированы. В комнате имеются источники теплоты мощностью 1 кВт, а температура внешнего воздуха равна 30 °С. Воздух в комнате охлаждается до 22 посредством вдува воздуха при 12 °С. Условимся рассчитывать коэффициент конвективной теплоотдачи на всех поверхностях по приближенному выражению 1 Вт/(м -°С). Предположим, что поверхности стен со стороны улицы являются абсолютно черными в инфракрасной области спектра н нагреты солнцем до 50 °С, угловой коэффициент внешней стороны окна относительно окружающих предметов составляет 0,5, а остальная часть радиационного взаимодействия относится к небу. Внешний воздух имеет относительную влажность 60%. Инженер-теплотехник должен знать, какое количество воздуха надо подавать в комнату для охлаждения и сколько энергии можно сохранить при двойном стекле в окне и (или) теплоизоляции внешней стены. [c.511]

Отдельные самостоятельные секции в камере конвекции могут быть также при нагреве в одной печи сырья нескольких видов или ] случае выделения части конвекционных труб для реакционного змеевика печи установки термического крекинга. [c.487]

В качестве метода разделения и исследования нефтей и нефтяных фракций применяют метод термической диффузии. Процесс термодиффузии идет в кольцевом пространстве между стенками двух коаксиальных цилиндров, куда помещается исследуемая жидкость или газ. Температура стенок поддерживается различная. В результате конвекции жидкость или газ начинают циркулировать, при этом более тяжелые компоненты двигаются по направлению к более холодной стенке и концентрируются на дне, а более легкие — по направлению к теплой стенке и собираются в верхней части колонки. Метод применяется для разделения углеводородов смазочных масел, причем разделение происходит в соответствии с числом колец. В нижней части колонки концентрируются компоненты с наибольшим числом колец. В некоторых случаях термическую диффузию используют для разделения газов и паров. [c.231]

В настоящее время на технологических установках первичной переработки нефти, термического крекинга и производства масел в основном эксплуатируются трубчатые печи типа ШС (двух- или односкатные). Конструктивная схема печей типа ШС предопределяет неравномерность подвода тепла по зонам топочного пространства. Боковой отвод дымовых газов приводит к образованию застойных зон в камере конвекции. Первое приво- [c.22]

Необходимо отметить некоторые особенности процесса разделения эмульсий. Не поддаются очистке механическими методами стойкие стабилизированные мелкодисперсные эмульсии. Отрицательное влияние на разделение эмульсий оказывают неблагоприятные гидравлические условия отстаивания (турбулентность, конвекция, перемешивание). Повысить эффективность разделения нефтяных эмульсий можно за счет комбинированного использования гравитационного отстаивания в сочетании с термическими, химическими и электрическими методами. Из отмеченных выше методов широкое применение нашли химические методы обезвоживания и обессоливания нефти. [c.40]

В дуговых электрических печах превращение электрической энергии в тепло происходит п основном в электрическом разряде, протекающем в газовой среде или вакууме. В таком разряде можно сосредоточить в сравнительно небольших объемах огромные мощности и получить очень высокие температуры. При этом в камере печи возникают большие температурные перепады, и поэтому невозможно достичь равномерного нагрева материалов или изделий. По этой же причине здесь затруднительно обеспечить точное регулирование температуры нагрева, а поэтому, нельзя проводить термическую обработку. Наоборот, для плавки материалов, в особенности металлов, дуговая печь очень удобна,так как высокая концентрация энергии позволяет быстро проводить расплавление. Дуговые устройства удобны также для проведения электротермических химических реакций в жидкой или газовой фазе и подогрева газов. Во всех этих случаях неравномерность нагрева не играет большой роли, так как благодаря теплопроводности и конвекции в жидкой ванне или газовом потоке температура довольно быстро выравнивается. [c.4]

За период с 1856 г. в области термической диффузии не проводилось сколько-нибудь практически важных работ до 1938 г., когда эффективность процесса удалось повысить путем объединения термической конвекции с термической диффузией для разделения изотопов хлора [6]. Схема предложенной колонны представлена на рис. 2. Температурный градиент в этом случае горизонтальный, а горячая и холодная стенки расположены вертикально. Конвекционный поток поднимается у горячей стенки и опускается у холодной. Молекулы, диффундирующие к горячей стенке, поднимаются потоком вверх по колонне. Если, как показано на схеме, в верху колонны расположен резервуар, то продукт, накапливающийся у горячей стенки, или верхний продукт, будет концентрироваться в этом резервуаре. Исследователи [6] использовали противоток в процессе термической диффузии. Таким путем удалось достигнуть разделения в значительно более крупных масштабах. Б конвекционной колонне скорость разделения обратно пропорциональна седьмой стенени ширины зазора и перепаду температур. Степень разделения пропорциональна длине L колонны (иногда называемой также высотой колонны). [c.28]

В качестве простого примера можно рассмотреть термическую устойчивость горизонтальных слоев жидкости, нагреваемых снизу. Это так называемая задача Бенара [28], которая будет детально изучена в гл. 11 и 12. При некотором критическом значении безразмерного параметра, называемого числом Релея, состояние покоящейся жидкости становится неустойчивым и возникает ячеистая структура конвекции. Выше и ниже этого значения параметра жидкость можно описывать макроскопически. Термодинамическое рассмотрение должно играть важную роль в выяснении начала и природы неустойчивости. [c.8]

В печах с температурой ниже 1000°, когда нельзя процесс горения осуществлять в рабочем пространстве (термические печи), аналогичный эффект достигается путем интенсификации теплопередачи конвекцией за счет применения вентилятора для рециркуляции газов. Работа таких печей будет происходить по смешанному радиационно-конвективному режиму [c.295]

В предыдущих трех главах были подробно рассмотрены характеристики течения и переноса в тех случаях, когда выталкивающая сила возникала вследствие разности температур. Однако имеется важный класс течений, в которых движущая сила потока создается вследствие совместного влияния переноса тепла и химических компонентов. Подобные явления наблюдаются, например, при очистке емкостей, когда остатки жидкости диффундируют в окружающую среду, имеющую иную температуру, или при термообработке пластиков, а также при изготовлении кабелей с мягкой изоляцией. Перенос такого типа происходит и в ходе многих других химических процессов, когда создается разность концентраций разнородных веществ. Характеристики термической конвекции в атмосфере, обусловленной солнечным нагревом земли, зависят от разности концентраций водяного пара. Конвективные токи в толще воды возникают вследствие сравнимых по величине изменений плотности, обусловленных градиентами температуры и концентрации растворенных в воде веществ. Зачастую требуется в основном найти скорости переноса химических веществ и полной энергии. Подобные процессы рассматриваются в данной главе с целью определить параметры переноса на основе понимания основных механизмов таких течений. [c.335]

Автомодельные решения при совместном тепло- и массообмене будут получены в том случае, если функции Ь,. с, й, е, / и г имеют такой вид, что х выпадает из приведенных выше соотношений. В гл. 3 были определены условия для и / и связанных с ними величин бис, которые удовлетворяют указанным требованиям для термической конвекции. Остается определить, имеются ли в условиях массообмена такие функциональные формы е х) и г х), которые позволяют получить автомодельные решения при значениях Ь, с, й и /, определенных в гл. 3. Кроме того, остается открытым вопрос о том, сохраняют ли значения бис, найденные в случае одного только теплообмена, свою оптимальность при совместном тепло- и массообмене. [c.346]

Единственное отличие состоит в том, что функции d x) и j(x) теперь заменяются соответственно на е(х) и г(х). Следовательно, автомодельные решения получаются в том случае, если е(х) и г(х) будут иметь ту же самую функциональную форму, что d(x) и /(х) соответственно. Автомодельность достигается, если е(х) изменяется по степенному или экспоненциальному закону. Она сохраняется и в случае стратифицированной внешней среды при условии, что г(х) изменяется таким же образом, как и е(х). Соответствующие значения o и с также совпадают с величинами, найденными в случае термической конвекции, с той лишь разницей, что заменяется на , а / — на С. Следовательно, в случае концентрационной конвекции при распределении Со — Соо по степенному закону справедливы следующие соотношения [c.347]

Уравнения относительно / и С идентичны соответствующим уравнениям для термической конвекции. Параметр Рг заменяется на S , —на , ф — на С, а <7" —на с ". Следовательно, все автомодельные решения для характеристик теплообмена в случае термической конвекции справедливы для характеристик массообмена в случае концентрационной конвекции, если сделаны указанные выше замены параметров. Эта аналогия распространяется и на экспериментальные данные, и на обобщенные соотношения для характеристик теплообмена. Однако следует иметь в виду, что все сказанное выше справедливо лишь при малых разностях концентраций, а также в том случае, если члены с вязкой диссипацией и давлением в уравнении энергии (6.4.3) остаются малыми и в процессе массообмена. [c.347]

Возвращаясь к случаю совместного тепло- и массообмена, когда имеются две составляющие выталкивающей силы, рассмотрим вначале уравнения (6.3.3) — (6.3.5). Прежде всего пренебрежем членами с вязкой диссипацией, давлением, источником тепла и членом, учитывающим влияние стратификации, в уравнении энергии, а также членом, учитывающим влияние стратификации, и членом с источником компонента в уравнении переноса массы. Известно, что в случае только термической конвекции автомодельные решения получаются при [c.348]

С целью снижения температуры дымовых газов над перевальной стеной в радпантно-конвекционных печах старой конструкции, особенно печах термического крекинга, применяют рециркуляцию дымовых газов. Более холодные дымовые газы из борова печи возвращают в камеру сгорания, что приводит к перераспределению тепла между камерами. В камере конвекции снижается тепловая напряженность верхних труб, но ввиду увеличения объема дымовых газов скорость их увеличивается, при этом улучшается теплопередача по всей камере конвекции. Коэффициент рециркуляции в трубчатых печах колеблется в пределах 1—3. [c.90]

Рассматривая два члена с выталкивающей силой, входящие в уравнение (6.3.3), находим, что автомодельные решения получаются в случае, если е изменяется как d, поскольку комплексы g /v и являются постоянными. Следовательно, при изменении по степенному закону d = Nx" и e=N X . Значения с W Ь можно принять равными величинам, используемым в случае термической конвекции и выраженным через d, либо найти с помощью соотношений (6.3.8) для концентрационной конвекции, выразив их через р е. Однако, по-видимому, опти- [c.348]

При термической конвекции параметр О в соотношении [c.350]

Проблему устойчивости реакторов детально исследовал Баркелью в уравнениях материального и теплового баланса им были приняты следующие упрощения. Тепло- и массоперенос посредством диффузии в продольном направлении считались пренебрежимо малыми по сравнению с конвекцией. Термическое сопротивление слоя в радиальном направлении считалось малым по сравнению с термическим сопротивлением в пространстве между слоем и стенкой реактора. Было принято, что зависимость скорости реакции от концентрации есть функция концентрации только одного компонента. Не учитывалось также сопротивление тепло- и массо-обмену в пространстве между потоком и частицами катализатора. [c.293]

В [2.52, 2.53, 2.65] проведен анализ прогрева капли без учета внуттренней конвекции. Термическое сопротивление капли, определяемое только теплопроводностью, является нижней границей при оценке интенсивности процесса. Численным методом решалась задача Стефана для шара, результаты расчета для конденсации водяного пара атмосферного давления на капле радиусом ii = 0,l- l мм с начальной температурой от 20 до 90 °С аппроксимированьг выражением, полученным на основании условия теплового баланса [c.127]

Устойчивость ламинарного течения в каналах с селективнопроницаемыми стенками может быть нарушена npi воздействии массовых сил на среду с неоднородным распределением плотности при этом возникает смешанно-конвективное течение. Следует отметить, что основная информация о влиянии свободной конвекции получена при исследовании термической неустойчивости ламинарных течений в каналах с непроницаемыми стенками, поэтому применение этих результатов к анализу концентрационной неустойчивости в каналах мембранных элементов ограничено чисто качественными выводами. [c.132]

Если исследуемую жидкость поместить в кольцевое пространство между двумя коаксиальными цилиндрами, находящимися при различных температурах, то в результате конвекции она начинает циркулировать. При этом более тяжелые компоненты дви-н утся по направлению к холодной стенке и концентрируются на дне, а более легкие —по направлению к теплой стенке и собираются в верхней части колонки. Создается градиент концентрации по вертикали, зависящий от термической диффузии. [c.86]

Составление и решение термических цепей. Теперь нетрудно составить термическую цепь, как это показано на рис. I. От внешней среды с эквивалентной температурой Тр в результате конвекции и радиации теплота идет через наружное термическое сопротивление 1кцАх, далее чере стену имеет место коидуктивный перенос, и от обращенной внутрь комнаты поверхности внешней стены к воздуху теплота передается непосредственно в результате конвекция, а также облучения внутренней поверхности стен с последующим конвективным нагревом ком- [c.512]

К сверхтяжелым органически.м веществам относятся смолы, асфальты, жидкие полимеры, жиры и др., имеющие вязкость в жидком состоянии, большую 50х ХЮ Пс. Оценка коэффициентов для этих веществ является весьма приближенной и сильно зависит от разности температур, поскольку естественная конвекция часто играет существенную роль в теплообмене при нагреве, в то время как при охлаждении теплоноситель может застывать в пространстве между ребрами. Так как многие из этих веществ термически нестабильны, высокие температуры новерхностн могут привести к очень высоким отложениям. [c.14]

Принцип разделения углеводородов методом термической диф-фузии состоит в следующем если смесь дву.х веществ поместить между двумя стенками, одна из которых холодная, другая — горячая, то. молекулы одного вещества перемещаются к холодчон стенке и в силу конвекции. опускаются вниз, молекулы другого вещества направляются к горячей стенке и поднимаются вверх. Таким образо.м происходит разделение один ко.мпонент собирается вверху колонки, другой внизу. Термической диффузии препятствует обычная диффузия, проис.ходящая за счет разности концентраций. Установлены следующие закономерности термической диффузии, [c.25]

Как отмечалось раньше, температура дымовых газов, покидающих камеру конвекции, должна быть выше начальной температуры сырья на 100—150°. В тех случаях, когда начальная температура сырья, поступающего в печь, высокая, как это имеет место в печах для нагрева мазута, в печах термического крекинга и т. д., температура дымовых газов, покидающих печь, должна быть также высокой, что приводит к большой потере тепла с дымовыми газами, уменьшению коэффициента полезного действия печи и перерасходу тонлипа. [c.490]

В ламинарном пограничном слое перенос тепла осуществляется путем теплопроводности. Обычно тепловые (термические) сопротивления здесь высоки. Этому соответствует больиюе падение температуры. В турбулентном слое вследствие перемешивания тепло переносится путем конвекции. Температура в турбулентном слое быстро выравнивается, и приближенно ее можно считать средней температурой потока. [c.316]

Для поддержания постоянной вязкости системы, а вместе с тем и постоянной подвижности необходимо эффективно отводить выделяющуюся теплоту. Это важно также по той причине, что термическая конвекция можс иы тать смешение зон, особенно в отсутствие носителя. [c.363]

Термическое сопротивление капли зависит от теплопроводности жидкости, размера и формы капли и процес- са конвекции жидкости внутри капли. При движении капель с относительно высокими скоростями в газовой среде деформация капли может носить колебательный характб1р и описываться отношением йд=фд/ д/( фш ш), причем/ф, / — коэффициент аэродинамического сопротивления и миделево сечение деформированной и шарообразной капли. Согласно исследованиям [2.57] это отношение почти не зависит от числа Рейнольдса и определяется числом е = =ргЩ 21/ /а по соотношению /2д=ехр (0,03 е , ). [c.126]

Термическое сопротивление капли может быгь существенно снижено за счет конвекции внутри капли. Такая конвекция в особенности интенсивна, если омывающая каплю жидкость также является истинной (капельной) жидкостью этот процесс достаточно подробно изучался применительно к жидкостной экстракции [2.61, 2.64]. В каплях, движущихся в газообразной среде, конвекция в качественном отношении развивается аналогично, в ко-личественном отличается меньшей интенсивностью главным образом из-за менее благоприятного отношения вязкостей сплошной и диспергированной сред. В [2.61] сообщается, что внутренняя циркуляция жидкости в капле оказывает слабое влияние на испарение чистой жидкости, однако ее влияние существенно при абсорбции или десорбции слаборастворимого газа (нащример, абсорбция СО2 падающими каплями воды размером 5 мм протекает на [c.126]

Широкое внедрение труб с развитой поверхностью, пригодных для при- менения в зонах высоких температур, часто встречаюн ихся в конвекцион- ных секциях, явилось важным шагом в направлении более рационального использования тепла. Возможность увеличить средний коэффициент теплопередачи конвекцией в 3—4 раза нри умеренном увеличении капиталовложений стимулировала широкое принятие требований о повышении термического к. н. д. печей в нефтеперерабатываюш ей, нефтехимической и газобензиновой промышленности. Тем не менее увеличение теплопередачи конвекцией для достижения максимальной эффективности использования топлива ограничивается температурой постунаюш его в печь сырья. Минимальный практически возможный перепад температур между выходящими продуктами сгорания и поступающим жидким сырьем, принимаемый для осторожности равным 42—55° С, четко лимитирует максимальную эффективность, которая может быть достигнута при любых условиях процесса. Это, в частности, справедливо применительно к печам любых высокотемпературных процессов, например каталитического риформинга. [c.65]

Вместо интенсификации тенлонер<эдачи конвекцией можно применять подогрев воздуха, подаваемого па сгорание, за счет тепла горячих отходящих дымовых газов. Этот метод использования отходящего тепла чрезвычайно эффективен, так как при нем температура поступающего сырья уже не является важнейшим ограничивающим фактором. Вместо этого проектировщик располагает весьма большой теплопоглощающей емкостью а виде воздуха, подаваемого на процесс сгорания. Применение подогрева воздуха позволяет всегда достигнуть заданного к. п. д. процесса сгорания независимо от предельной температуры технологического сырья. Правда, при этом возникает ряд новых проблем, практически ограничивающих термический к. н. д. печной установки, в частности низкотемпературная коррозия дымовых труб. Тем не менее, используя воздух в качестве тенлопоглощающей среды, легко удается повысить к. п. д. печи, который в этом случае определяется в основном допускаемыми капиталовложениями. [c.65]

Очевидно, что в течение рабочего хода (вниз) в камерах типа Гессельмана термическое сопротивление теплоотдаче конвекцией минимально в периферийной части днища крышки. Это объясняется тем, что вблизи периферии находится критическая окружность — геометрическое место точек, для которого (г, 0) = 0. Растекание газа к центру и периферии начинается от этой окружности, и толщина температурного пограничного слоя на ней минимальна. В чечевицеобразных камерах движение поршня вниз [c.133]

Поставленный выше вопрос рассматривается в условиях, когда происходит только массообмен. При отсутствии теплообмена уравнения (6.3.3) и (6.3.5) становятся идентичными уравнениям (3.5.8) и (3.5.9) для термической конвекции, если в уравнении (3.5.9) пренебречь членами с давлением и вязкостью, положить Рг = 5с и с" = Граничные условия остаются неизменными. В таком случае С просто заменяется на ф. Зависящие от X коэффициенты, входящие в эти уравнения, имеют точно такую же форму, как Сь Сг, С3К1, С4 и Сд- в разд. 3.5. [c.346]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология