Тепловой фазовых превращений

При контактной сушке механизм переноса тепла довольно сложен. При сушке капиллярно-пористых тел тепло передается главным образом переносом массы поглощенного вещества. Процесс испарения в первом периоде происходит с открытой поверхности в определенном интервале температур вальца. При высо-ких температурах интенсивность сушки определяется скоростью фазового превращения и зависит от интенсивности внутреннего парообразования. Так как надежные уравнения для определения основных расчетных параметров отсутствуют, то вальцовые сушилки рассчитывают по приближенной методике, основанной на составлении уравнений теплового баланса сушильной установки. [c.283]

Уравнения (1.23а), (1.28), (1.38) и (1.1) образуют обобщенную систему гидромеханических уравнений, которая может служить основой полного математического описания многофазных многокомпонентных смесей с химическими реакциями и процессами тепло- и массопереноса. Однако эта система уравнений еще не замкнута не определены кинетические и равновесные характеристики фаз. Для замыкания этой системы необходимо привлечение дополнительных (термодинамических и механических) свойств фаз, рассмотрение энергетических переходов при фазовых превращениях, учет равновесия многокомпонентных систем, формулировка метода определения кинетических параметров уравнений. [c.50]

В условиях термообработки металлов фазовые превращения совершаются без изменения агрегатного состояния или химического состава фаз, но ход температурных кривых может существенно искажаться за счет тепла фазового превращения. [c.35]

Используя соотношения Гиббса (1.159), уравнения притоков тепла и сохранения масс компонентов (из системы (1.58), (1.160), (1.162)), получаем явное выражение для субстанциональной производной энтропии полидисперсной смеси с фазовыми превращениями [c.61]

Динамический метод основан на построении кривых охлаждения или нагревания в координатах температура — время . Получают эти кривые термическим анализом, при котором фиксируются температурные области протекания процессов, идущих с поглощением или выделением тепла. Поскольку практически все фазовые превращения сопровождаются изменением теплосодержания системы, на кривых нагревания и охлаждения должны проявляться все процес- [c.48]

При сушке влажных тел перенос тепла движущимися жидкостью и паром (конвективно-составляющие переноса) очень мал как по сравнению с источником тепла фазового превращения, так и по сравнению с кондуктивной составляющей переноса тепла у(Яу/). Поэтому этими членами можно пренебречь. [c.67]

С учетом, что тепло фазового превращения полностью успевает отводиться через слой десублимата системой охлаждения с поверхности кристаллизации, уравнение (6.13) можно представить в следующем виде [c.178]

Эвтектическую площадку на полученных кривых легче всего определить по нижнему изгибу кривой (по точке С ). Эта точка соответствует моменту, когда в смеси закончились идущие с выделением тепла фазовые превращения (все закристаллизовалось) и содержимое тигля начало приобретать более низкую температуру печного пространства. При этом кривая охлаждения смеси ЫаМОз и КМО выходит на кривую охлаждения песка. Полученные экспериментальные данные заносятся в табл. Х,5. [c.312]

Оба примера относились к процессам фазовых превращений (кристаллизация — плавление, парообразование — конденсация, сублимация — десублимация, полиморфные изменения). А они характеризуются тем, что обе фазы могут сосуществовать, т. е. находиться в равновесии. Это значит, что путем сколь угодно малого изменения температуры и (или) давления можно осуществить соответствующий сдвиг равновесия. Так, подвод небольшого количества тепла к системе, состоящей из кипящей воды и сухого насыщенного пара, приводит к смещению равновесия в процессе парообразования в одну сторону, небольшое сжатие — в противоположную. [c.37]

Трудности при моделировании такого рода ФХС обусловлены не только их сложностью, но и тем, что до недавнего времени были недостаточно разработаны соответствующие разделы теоретической механики неоднородных сред. Так, отсутствовали общие уравнения движения многофазных сред, которые учитывали бы многокомпонентный массо- и теплоперенос, фазовые превращения, химические реакции, неравномерность распределения частиц дисперсной фазы по размерам. Поэтому моделирование процессов массовой кристаллизации из растворов сводилось либо к решению уравнения баланса размеров кристаллов вне связи с силовыми и энергетическими взаимодействиями фаз, либо к оперированию алгебраическими (при анализе установившихся режимов) уравнениями баланса массы и тепла для аппарата в целом как для объекта с сосредоточенными параметрами. [c.4]

Соотношения (1.54) постулируют тот факт, что источником (стоком) тепла, необходимого для фазовых превращений, является поверхность раздела фаз, которая с помощью теплообмена распределяет поток энергии между фазами. Положим [c.27]

Первое слагаемое в правой части уравнения (1.79) означает приток (отток) тепла в г-фазу за счет фазового превращения, теплообмена с поверхностью раздела фаз, агрегации частиц (где ягь у = [1 г—р)—удельный поток тепла, приносимый у-фазой при объединении частиц). Первое слагаемое (во второй квадратной скобке) характеризует изменение внутренней энергии за счет работы внутренних сил второе слагаемое отражает переход части кинетической энергии силового взаимодействия несущей и г-фаз во внутреннюю энергию третье и четвертое слагаемые представляют переход во внутреннюю энергию кинетической энергии из-за неравновесного обмена импульсом при фазовых превращениях и при столкновении частиц, происходящих при неравных скоростях. Легко показать, что избыток кинетической энергии, возникающий за счет столкновения, переходит только во внутреннюю энергию г-фазы. Доказательство аналогично проведенному относительно соотношения (1.70). [c.36]

Соотношения (1.84) наделяют ролью источника (стока) тепла, необходимого для фазовых превращений и агрегации частиц, поверхность раздела фаз. Из (1.84) следует, что избыток поверхностной энергии идет на совершение работы по агрегации частиц [27]. [c.38]

Количество тепла Энтальпия, теплоты фазовых превращений, теплоты реакций Теплоемкость массовая [c.188]

Уравнения (5.90) — (5.93) были получены при учете только физического тепла охлаждения теплоотдающей среды и допущении постоянства коэффициента теплопередачи К и водяных эквивалентов W, Wo iя вдоль всей поверхности теплообмена. Эти допущения не вносят существенной погрешности при расчете температур теплообменивающихся потоков для зоны конденсатора, где происходит только охлаждение парогазовой смеси до точки росы. На участке же конденсации коэффициент теплопередачи К и водяной эквивалент парогазовой смеси W изменяются вдоль поверхности тепло-и массообмена тем значительнее, чем выше концентрация пара в смеси исходного состава. Поэтому уравнениями (5.90) — (5.93) можно пользоваться при расчете изменения температур теплообменивающихся потоков также и для зоны конденсации только в случае парогазовых смесей с малым исходным содержанием пара. При повышенных и больших содержаниях пара доля теплового потока, обусловленного фазовым превращением пара, становится ощутимой в общем тепловом потоке, поэтому пользование уравнениями (5.90) — (5.93), не учитывающими эту составляющую теплового потока, становится уже неправомерным. Указанными уравнениями нельзя пользоваться и в случае, когда процесс конденсации осуществляется в условиях охлаждения парогазовой смеси до весьма низких (криогенных) температур, т. е. когда доля тепло-притока, обусловленного теплообменом с окружающей средой, [c.179]

В 2.1.2—2.1.5 рассматривался теплообмен в системах без фазовых переходов. Фазовые превращения имеют место во многих практических случаях, таких, как конденсация, испарение, сушка и химические реакции. Во всех этих случаях, и особенно если рассматриваются смеси, процессы тепло- и массопереноса протекают одновременно и взаимно влияют друг на друга. Поэтому представляется [c.87]

Наличие уравнений, описывающих процесс, вне зависимости от возможности их рещения позволяет получать критерии подобия, которые имеют определенный физический смысл. Почленным делением отдельных слагаемых уравнений системы (2.3.3) могут быть получены безразмерные группы Fo = ax/R и Fom = = amx/R — критерии гомохронности полей температуры и потенциала переноса влаги (тепловой и массообменный критерии Фурье). Отношение этих критериев дает критерий Lu == йт/а, представляющий собой меру относительной инерционности полей потенциала переноса влаги и температуры в нестационарном процессе сушки (критерий Лыкова). Критерий Ко = Гс Дц/(с А0) есть мера отношения количеств теплоты, расходуемых на испарение влаги и на нагрев влажного материала (критерий Косо-вича). Специфическим для внутреннего тепло- и массопереноса является критерий Поснова Рп = 6Д0/Ам, который представляет собой меру отношения термоградиентного переноса влаги к переносу за счет градиента влагосодержания. Независимым параметром процесса является критерий фазового превращения е. [c.108]

Распределения температуры в противоточных теплообменниках. В общем случае распределения температуры в идеализированных прямоточных или противоточных теплообменниках соответствуют показанным на рис. 4.1, г и д, если ни в одном теплоносителе не происходит фазового превращения. Тепло, поглощаемое холодным теплоносителем, равно теплу, отдаваемому горячим теплоносителем [c.74]

При фазовых превращениях происходит выделение или поглощение тепла, оказывающее влияние на процесс теплопереноса. Особое значение имеют фазовые превращения, связанные с изменением агрегатного состояния материала, например явления плавления или застывания. [c.33]

Метод ДТА основан на изучении с помощью измерения температур процессов, идущих с поглощением или выделением тепла. Обратимые процессы, являясь изотермическими фазовыми превращениями, протекают при определенных для каждого вещества температурах. Чтобы обнаружить исследуемые фазовые превращения, необходимо вещество нагреть (или охладить) до нужной температуры при равномерном изменении температуры окружающей среды. Если при этом проводить непрерывную регистрацию изменений температуры вещества во времени, то фазовые превращения проявятся на плавных кривых нагревания или охлаждения соответствующими отклонениями и образованием наклонных или горизонтальных участков, параллельных оси времени. [c.150]

Термотоки, возникающие в дифференциальной термопаре, направлены навстречу друг другу и при их равенстве взаимно компенсируются. Если в образце фазовые превращения отсутствуют, то температуры эталона и образца при нагревании будут одинаковы и результирующий ток в цепи дифференциальной термопары будет равен нулю. При фазовых превращениях в образце, сопровождающихся выделением или поглощением тепла, температура его будет отличаться от температуры эталона и в цепи появится ток, передающийся на гальванометр. [c.151]

ТЕПЛОЕМКОСТЬ — отношение количества теплоты, сообщенной системе, к изменению ее температуры. При этом подразумевается, что изменение состояния системы не сопровождается ни химическими реакциями, ни фазовыми превращениями. Т., отвечающая конечному изменению температуры, называется средней Т. Т., соответствующая бесконечно малому изменению температуры, называется истинной Т. На величину Т. влияет химический состав вещества. Повышение температуры, как правило, вызывает возрастание Т. Данные о Т. необходимы для расчетов тепла на нагревание вещества, физико-химических расчетов, определения влияния температуры на тепловой эффект реакции, расчета химического равновесия и др. [c.246]

В основе термодинамических критериев лежит изменение термодинамических свойств, которое может быть обнаружено, например, методами дилатометрии, калориметрии и дифференциального термического анализа (ДТА). Метод дилатометрии позволяет проследить характер изменения объема полимера при кристаллизации или плавлении, метод калориметрии дает возможность определить количество тепла, выделяемое или поглощаемое при фазовом переходе, а метод ДТА — найти температуру или температурный интервал фазового превращения. [c.182]

Границей раздела зон является поверхность, где происходит потребление основного количества тепла, проходящего через оболочку прореагировавшего (высушенного) вещества и превращаемого в химическую энергию и тепло фазового превращения. Другими словами, в качестве модели процесса применяется модель теплообменника с переменной поверхностью теплообмена. Основная предпосылка описанной модели заключается в том, что значительное количество тепла, воспринимаемого куском, в период разложения сланца (испарения влаги) идет не на нагревание вещества, а превращается в химическую энергию и энергию изменения агрегатного состояния вещества. Математическое решение задачи дано несколькими авторами [5, 6, 10, И]. Приводим в сокращенном изложении решение Д. К. Коллерова для шарового куска. [c.19]

ТЕПЛОНОСИТЕЛИ — жидкие, паро- или газообразные вещества, применяемые для обогрева разнообразных аппаратов химич. пром-сти. Отдавая часть своего тепла содержимому обогреваемых аппаратов, Т. могут изменять свое агрегатное состояние(киия1цие жидкости, конденсирующиеся пары) или сохранять его неизменным (некипящие жидкости, перегретые пары и неконденсирующиеся газы). В первом случае темп-ра Т. остается неизменной, т. к. передается лишь тепло фазового превращения (испарения конденса- [c.34]

Так как технически процесс замораживания обычно начинается от температуры продукта выше криоскопической, то расход холода в таком процессе первоначально включает тепло, отводимое при понижении температуры продукта от начальной до криоскопической, затем тепло фазового превращения воды и, наконец, тепло, отводимое при дальнейшем понижении температуры одновременно с фазовым превращением воды. [c.94]

Принципиальная схема произвольной структуры —I—разделительного процесса с -1 т фазовыми превращениями— простой перегонкой, ректификацией, отпариванием, абсорбцией, экстракцией и т. п. — может рассматриваться как противоточный каскад из N секций (рис. 1-48). В текущую /-ю секцию могут подаваться паровой // и жидкостной [, потоки сырья, а также паровые и жидкостные потоки, выходящие из произвольной к-и сехции (кФ1) в количестве, пропорциональном коэффициентам распределения потоков и /й. Коэффициенты а к обозначают долю потока, поступающего в секцию / из секции к. В /-ю секцию может подводиться или отводиться из секции тепло в количестве Qj. [c.90]

Понятие технологического оператора ФХС формализует отображение пространства иеременных входа в пространство выхода, соответствующее реальному химико-технологическому процессу. Исходя из особенностей реальных процессов, можно утверждать, что оператор Т обладает сложной структурой. Сложность структуры оператора Т проявляется в том, что он является, как правило, суперпозицией (или результатом наложения) целого ряда элементарных технологических операторов химического и фазового превращения диффузионного, конвективного и турбулентного переноса вещества и тепла смещения коалес-ценции редиспергирования и т. п. В общем случае этот оператор отражает совокупность линейных, нелинейных, распределенных в пространстве и переменных во времени процессов и имеет смешанную детерминированно-стохастическую природу. [c.20]

Как видно из (1.63), (1.64), по сравнению с перекрестными эффектами, развивающимися в однофазных системах [42] (например, эффекты Соре, Дюфура и др.), в случае многофазных многокомпонентных систем (с химическими реакциями, фазовыми превращениями, тепло- и массообменом), подчиняющихся модели взаимопроникающих континуумов, спектр перекрестных эффектов значительно расширяется. Так, на величину диффузионных и тепловых потоков в пределах фазы оказывает влияние относительное движение фаз (коэффициенты ап зи > / 2п+зд)- Поток тепла 5,12) между фазами определяется не только разностью температур фаз, но и движущими силами межфазного переноса массы (коэффициенты i,2jv+2.....2Л42П+1) и химических превращений (коэффициенты, 121 > 2jv+i). Скорость транспорта вещества к-то компонента между фазами определяется прежде всего движущей силой межфазного массопереноса, состоящей из трех частей разности потенциалов Планка (V-ik [c.59]

Определение коэффициентов тепло- и температуропроводности влажных материалов осложняется термоградиентным переносом влаги и возможными внутренними фазовыми превращениями. Поэтому определенные в опытах коэффициенты X и а влажных материалов представляют собой некоторце эффективные значения, суммарно учитывающие процессы переноса во влажном материале. [c.110]

В правой части уравнения (5.1) первое слагаемое ( кс = /пО выражает плотность теплового потока, обусловленного конденсацией пара, поступающего на поверхность конденсации из ядра парогазового потока в результате конвективной и молекулярной диффузии второе слагаемое [9кв = акв(Т — Tf)] выражает плотность теплового потока, обусловленного конвективным теплообме- ном между газовой 1Г жидкой фазами. Во многих случаях эта составляющая из-за незначительности температурнога напора (Г — Г/) оказывается. малой по сравнению с теплотой фазового превращения пара ( кв <. Чкс) и ею в расчетах можно пренебречь. При этом основное значение в конденсаторах парогазовой смеси приобретает массоотдача. Однако при больших разностях температур Т — Tf) величина <7кв может быть достаточно большой и пренебрежение ею в расчетах становится недопустимым. В этом случае важными являются оба процесса тепло- и массообмена, которые должны рассматриваться в их взаимной связи. [c.149]

Технология извлечения тепла из подземных недр предполагает добыч теплоносителя, обычно горячей воды или пара, из подземного высокотемпера турного резервуара, представляющего собой пористую и проницаемую породу Один из способов извлечения этого тепла базируется на создании искусствен ных циркулярных систем посредством закачки воды в нагретые проницаемы породы и последующее извлечение этого теплоносителя. Однако отсутствую-надежные схемы расчетов физических проиессов, связанных с движением i фазовыми превращениями теплоносителя в резервуаре. Некоторые аспекть этой проблемы изу чены в работах [1-4]. [c.229]

ИзучеЕ1ие эффектов ассоциации одноименных (пар-твердый конденсат) или разноименных (пар-газ) молекул привело к получению соответствующих зависимостей, Показано, что при конденсации пара в жидкость из парогазовых смесей скорость конденсации резко уменьшается с повышением содержания газа. Рассмотрение процесса конденсации во всей его сложности с учетом молекулярных взаимодействий дает возможность выявить особенности конденсации как в жидкое, так и твердое состояние. Общим является то, что обмен энергией между частицами в объеме и на поверхности происходит в состоянии ассоциации. Можно предположить, что фазовые превращения, например пар-жидкий конденсат, будут растянуты во времени, так как некоторое повышение температуры смеси при конденсации может привести к разрушению только образовавшихся кристаллических решеток за счет собственной энергии фазового превращения. У определенной части молекул кинетическая энергия может становиться больше потенциальной энергии взаимодействия, и эта часть молекул вновь испаряется с поверхности конденсации. В этих случаях процесс теплообмена по физической сущности представляет собой обмен энергией между частицами, находящимися в различном энергетическом состоянии. Такой обмен энергией между частицами обычно называют переносом тепла. При конвективном теплообмене поток тепла вызывается наличием градиента температуры. Однако даже при отсутствии температурного градиента за счет хаотического теплового движения молекул среды непрерывно происходит хаотический перенос тепла. [c.100]

Как уже было указано, физическая адсорбция является экзотермическим процессом. Количество тепла, выделяющегося при адсорбции, можно измерить с помощью либо изотермического, либ.о адиабатичеадого калориметра. При использовании изотермического калориметра выделившаяся теплота адсорбции определяется, например, по количеству льда, превратившегося в воду. Температура системы при этом остается постоянной, и теплота расходуется исключительно на фазовое превращение. При использовании адиабатического калориметра количество выделившегося тепла определяется по повышению температуры в калориметре. Следует [c.105]