Теплопроводность молекулярная, коэффициент

Молекулярно-кинетическая теория также позволяет делать предсказания относительно диффузии, вязкости и теплопроводности газов, т.е. так называемых транспортных свойств, проявляющихся в явлениях переноса. Каждое из этих явлений может условно рассматриваться как диффузия (перенос) некоторого. молекулярного свойства в направлении его градиента. При диффузии газа происходит перенос его массы от областей с высокими концентрациями к областям с низкими концентрациями, т.е. в направлении, обратном градиенту концентрации. Вязкость газов или жидкостей (иногда их обобщенно называют флюидами) обусловлена диффузией молекул из медленно движущихся слоев в быстро движущиеся слои флюида (и их торможением) и одновременной диффузией быстро движущихся молекул в медленно движущиеся слои (и их ускорением). При этом происходит перенос механического импульса в направлении, противоположном градиенту скорости движения флюида. Теплопроводность представляет собой результат проникновения молекул с большими скоростями беспорядочного движения в области с малыми скоростями беспорядочного движения молекул. Ее можно описывать как перенос кинетической энергии в направлении, противоположном градиенту температуры. Во всех трех случаях молекулярно-кинетическая теория позволяет установить коэффициент диффузии соответствующего свойства и дает наилучшие результаты при низких давлениях газа и высоких температурах. Именно эти условия лучше всего соответствуют возможности применения простого уравнения состояния идеального газа. [c.150]

Аддитивными методами можно рассчитывать как термодинамические величины (например, критические постоянные, мольную теплоемкость, энтальпию, энтропию, свободную энергию образования Гиббса, теплоту испарения, поверхностное натяжение, мольный объем, плотность и т. д.), так и молекулярные коэффициенты (коэффициенты вязкости, теплопроводности, диффузии). [c.84]

Эффективный коэффициент диффузии />эф = П/) был определен выше [см. уравнение (2.101)]. Если учесть переходный вид диффузии в порах, то Z) в порах меньше молекулярного коэффициента диффузии D [уравнение (2.103)]. Примем />эф = 0,1Д Теплопроводность пористого катализатора по данным многочисленных исследований Хз 10Х, где X - теплопроводность заполняющего поры газа. Такой результат связан с тем, что структура пористого катализатора образована спекшимися, слипшимися микрочастицами. Точки контакта оказывают большое термическое сопротивление, и в переносе теплоты участвует прослойка газа, примыкающая к точкам контакта микрочастиц. Этим и объясняется тот факт, что теплопроводность пористого тела зависит в основном от теплопроводности заполняющего его газа и в значительно меньшей степени зависит от [c.98]

Физическая модель. В основе ее лежит допущение, заключающееся в том, что реакционный объем считается квазигомогенным, а вещество и тепло переносится за счет диффузии и теплопроводности с некоторыми эффективными коэффициентами диффузии и температуропроводности а ,. По своей сущности эти эффективные коэффициенты и соответствующие истинные (молекулярные) коэффициенты неодинаковы, так как физическая природа молекулярной диффузии существенно отличается от природы турбулентного и смесительного переносов, обусловленных перемещением макроскопических объемов жидкости или газа, которые смешиваются с основным материальным потоком, имея иную от него степень превращения. [c.39]

Теплопроводность — молекулярный перенос теплоты в теле (или между телами), обусловленный переменностью температурного поля тела (или контактирующих между собой тел). Количественно теплопроводность определяется величиной коэффициента теплопроводности X (в дальнейшем для краткости используется термин теплопроводность). [c.59]

Гравитационная выталкивающая сила (рг — р) является движущей силой, приводящей к возникновению течения. В аналитическом описании она входит в общее векторное уравнение баланса сил и количества движения. Другими балансовыми уравнениями являются уравнение неразрывности (баланс масс) и уравнение баланса, описывающее любой процесс переноса, вызывающий изменение плотности. Таким образом, всегда имеются по крайней мере три совместных уравнения, определяющие параметры течения скорость, давление и температуру или концентрацию. Кроме того, необходимы некоторые уравнения, связывающие параметры состояния, в частности, уравнение р = р( , С,р). Требуется также знать коэффициенты молекулярного переноса вязкость х для ньютоновской жидкости, коэффициент теплопроводности к, коэффициент диффузии компонентов О в законе Фика и некоторые другие коэффициенты, которые могут появиться в специальных случаях течения. [c.29]

В большинстве случаев для смесей газов, не содержащих водорода и гелия, может быть принято по воздуху ро = 1,29 кг/нм . Другие характеристики потока — вязкость, теплопроводность, теплоемкость, коэффициенты молекулярной диффузии —при расчете конкретных процессов должны приниматься равными их значениям при рабочих условиях. Интенсивное выравнивание температур в кипящем слое позволяет при этом в большинстве случаев принимать температуру одинаковой во всем аппарате. [c.13]

В пористом катализаторе перенос тепла осуществляется как с помощью молекулярного теплопереноса в порах, так и за счет теплопроводности самого катализатора. В газах коэффициент молекулярной теплопроводности Хм примерно равен коэффициенту молекулярной диффузии умноженному на теплоемкость единицы объема газа Y. Эффективный коэффициент теплопроводности пористой частицы можно представить формулой [c.102]

Соотношение (3-27) позволяет оценивать коэффициенты переноса в турбулентном потоке. Для расчетов переноса можно использовать выражения, относящиеся к молекулярным процессам и приведенные в предыдущих параграфах (выражения для тепловых и диффузионных потоков, дифференциальные уравнения диффузии, теплопроводности, движения). При этом соответствующие молекулярные коэффициенты О, а я V заменяются турбулентными коэффициентами и При сопоставимом влиянии турбулентного и молекулярного переносов вводят суммарные коэффициенты. [c.80]

Гипотеза Прандтля о пути перемешивания оказалась весьма плодотворной, так как открыла реальные возможности для расчета турбулентных течений. Хотя длина пути перемешивания и не является физической постоянной для каждой жидкости в отличие от молекулярных коэффициентов вязкости и теплопроводности, однако, она, как показывают опытные данные, не зависит от параметров потока. Длина пути перемешивания в основном является функцией координаты у. Так как при течении вдоль гладкой стенки в непосредственной близости от ее поверхности пульсации скорости равны нулю, то = О при г/ = 0. Принимая простейшую гипотезу, что вблизи стенки длина пути перемешивания пропорциональна расстоянию от стенки [c.320]

Для катализаторов коэффициент диффузии Цф в 5-10 раз меньше, чем в порах который в свою очередь меньше молекулярного коэффициента диффузии. Теплопроводность А. пористых катализаторов примерно в 10 раз больше, чем у газа [101]. Поскольку для газов О к/ср, то Ад в 50-100 раз меньше ДО д. Учитывая, что ДО для большинства процессов меняется в пределах 3 30, то очевидно, что зерно катализатора в большинстве случаев можно считать изотерми- [c.59]

Подобно тому, как процесс молекулярной теплопроводности характеризуется коэффициентом теплопроводности Я ккал/м-час-град), процесс переноса тепла в барботируемой ванне (если рассматривать его как процесс молярной теплопроводности) можно характеризовать виртуальным коэффициентом теплопроводности X (ккал/м-час-град). [c.376]

В турбулентном потоке тепло переносится не только за счет молекулярной теплопроводности, но и путем турбулентных пульсаций. Для описания этого явления вводят коэффициент турбулентной теплопроводности Хт — аналог коэффициента молекулярной теплопроводности [c.99]

В связи с тем, что при интенсивном перемешивании кипящего слоя свойства его по объему становятся более или менее однородными, можно перенос тепла в пределах слоя характеризовать величиной виртуального коэффициента теплопроводности подобно тому, как это делалось в отношении барботируемой жидкости (см. гл. Vni). Необходимо подчеркнуть, что эта величина характеризует и лучистый теплообмен между частицами кипящего слоя (на что обращалось внимание выше), поскольку экспериментально ее находят путем определения точными методами градиента температур вдали от поверхности слоя. Может быть проведена аналогия между виртуальным коэффициентом теплопроводности и коэффициентом молекулярной теплопроводности [322]. [c.483]

Интенсивное же движение жидкости в ванне приводит к появлению конвективного механизма выравнивания температур и концентраций по толщине слоев. При этом молекулярные коэффициенты теплопроводности и диффузии трансформируются в значительно большие величины - в некоторые условные, или так называемые эффективные, или виртуальные , коэффициенты, обусловленные движением, циркуляцией и перемешиванием отдельных масс жидкостей. [c.415]

Здесь Г —температура с — концентрация Л — коэффициент теплопроводности В — коэффициент молекулярной диффузии От — коэффициент турбулентной диффузии. [c.53]

Методы релеевской спектроскопии позволяют определять строение, конформации и ряд других свойств молекул, строение жидких фаз, в том числе структуру ассоциатов в чистых жидкостях, ассоциатов и комплексов в растворах [36]. С помощью этих методов можно изучать кинетику и механизм реакций образования наименее устойчивых ассоциатов и комплексов, распадающихся за 10 —- 10 с, которые не обнаруживаются многими другими методами [37—40]. Можно получать сведения о процессах колебательного возбуждения молекул, находить коэффициенты активности, теплоты смешения, энтропии смещения растворов [41, 42], определять сжимаемость жидкостей [36], теплоемкость 36], теплопроводность [43], коэффициенты диффузии растворов [44], скорость распространения продольного и поперечного звуков и коэффициенты их поглощения [45]. Исследования релеевского рассеяния света позволяют выяснить особенности строения вещества в окрестности критической точки жидкость — пар и критической точки расслаивания, изучать природу фазовых переходов [46, 47]. С их помощью можно, наконец, получать сведения о молекулярных массах полимеров и олигомеров, конформационных превращениях полимерных молекул, потенциальных барьерах внутреннего вращения, сольватации макромолекул [48, 49]. [c.73]

Первый уровень иерархии эффектов физико-химической системы характеризуется физико-химическими взаимодействиями на уровне молекул. Система считается однородной, т. е. идеально перемешанной на уровне индивидуальных атомов и молекул, а характер развития и протекания физико-химических процессов определяется исключительно физическими свойствами перечисленных частиц, значениями молекулярной вязкости, теплопроводности и коэффициентами молекулярной диффузии. [c.131]

Предполагается, что молекулы отталкивают друг друга на небольших расстояниях и притягиваются при больших удалениях. Межмолекулярный потенциал — это количественное соотношение между потенциальной энергией притяжения и расстоянием между молекулами. Разработаны различные межмолекулярные потенциалы, из которых наиболее известен потенциал Леннарда — Джонса. На основе выбранного потенциала межмолекулярного взаимодействия можно получить теоретические выражения для различных свойств разреженных газов второго (и третьего) вириальных ко- эффициентов, вязкости, теплопроводности, молекулярной диффузии и коэффициента термодиффузии. Константы межмолекулярной потенциальной функции (обычно их две) различны для разных химических веществ и не изменяются сколько-нибудь заметно с температурой. Использование межмолекулярных потенциалов является основой для расчета некоторых свойств газов с высокой точностью. Расчетные изменения этих свойств в зависимости от температуры часто отлично согласуются с экспериментальными данными. [c.21]

В эти суммарные коэффициенты входят отдельные компоненты, перечисленные в разделе 111.3 и определяемые аналогичными зависимостями. Однако то обстоятельство, что теплота в зернистом слое в отличие от вещества распространяется как через жидкую, так и через твердую фазу, приводит к существенному нарушению подобия коэффициентов диффузии и теплопроводности в области малых критериев Рейнольдса. Как будет показано ниже, при Кеэ < 20 составляющая переноса теплоты за счет процессов молекулярной теплопроводности обеих фаз на порядок больше, чем конвективная составляющая. [c.112]

Принимая во внимание, что для газовой среды а — (где Хм — коэффициент молекулярной теплопроводности газа) и используя граничное условие (III.110), находим [c.133]

С позиции молекулярной физики свойства газов, жидкостей и твердых тел можно подразделить на две группы равновесные свойства (например, описываемые уравнением состояния, или описываемые коэффициентами поверхностного натяжения и Джоуля - Томсона) и неравновесные (такие, как вязкость, диффузия и теплопроводность). Выражение для всех макросвойств через молекулярные величины и межмолекулярные силы может быть получено из статистической механики, позволяющей также предсказать значения многих физических величин, для которых отсутствуют экспериментальные данные. [c.28]

Поскольку коэффициенты молекулярного переноса тепла и массы (теплопроводности и диффузии) в однородных системах от электрических, магнитных и других воздействий непосредственно не зависят, методы интенсификации тепломассообмена ориентированы в основном на изменение гидродинамической обстановки на границе фаз, т. е. на вынужденную конвекцию. [c.145]

Примечание. В формулах приняты следующие обозначения а— коэффициент температуропроводности, м-/ч -Х—коэффициент теплопроводности, Вт/Чм- С) ср-тепло-емкость газа при постоянном давлении, Дж/(кг °С) —средняя движущая сила теплопередачи, °С ДС—движущая спла массопередачи, выраженная в единицах концентрации (кг м , моль/м ) О—количество перенесенной массы, кг р — количество перенесенной теплоты, Дж Г—межфазная поверхность, эквивалентная поверхности теплообмена, м= т—время работы аппарата, с, ч р—плотность, кг/м" О—коэффициент молекулярной диффузии, м/с —общий коэффициент теплоцередачи, Вт/(м °С) а — частный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м - С) гОр—линейная скорость потока, м/с I — характерный линейный размер, м —кинематический коэффициент вязкости газа, м с К—общий коэффициент массопередачи, кг/(м- ч) б—коэффициент массопередачи, м/ч [прп теплообмене—кг/(м ч)] —инерционно-вязкостный критерий (видоизмененный критерий Рейнольдса для газа). [c.90]

С. Описаиие параметров теплообмена, представляющих интерес. Эффективный радиальный коэффициент теплопроводности плотноупакованных слоев с движуш имся через них газом. На основе детального анализа экспериментальных результатов в [2] предложена модель, согласно которой в результате действия одновременно двух независим],IX механизмов осуществляется перенос теплоты. Таким образом, отношение эффективного радиального коэффициента теплопроводности А к молекулярному коэффициенту теплопроводности газа А, [c.436]

Числа Нуссельта и Прандтля. Коэффициент теплоотдачи связан с двумя важными безразмерными параметрами (критериями подобия)—числом Нуссельта и числом Прандтля. Числом Нуссельта Ми называется отношение НО/к. Этот параметр пропорционален отношению коэффициента теплоотдачи к коэффициенту теплопроводности. Интуитивно можно прийти к выводу, что отношение теплового потока к расходу теплоносителя, протекающего через канал, должно быть пропорционально коэффициенту теплопроводности, деленному на характерный размер в направлении теплового потока, например диаметр канала. Числом Прандтля называется отношение СрцШ. Этот параметр представляет собой отношение молекулярного коэффициента переноса количества движения (характеризуется вязкостью) к молекулярному коэффициенту переноса тепла (характеризуется отношением коэффициента теплопроводности к удельной теплоемкости). Важность чисел Рейнольдса, Нуссельта и Прандтля как параметров теплообмена подтверждается огромным количеством экспериментальных и теоретических работ. [c.54]

Положительное влияние увеличеи1 я количества дутья сказывается на процессе теплообмена. Как известно из механики газов, у поверхности твердого тела образуется тонкий пограничный слой — малоподвижная пленка вязких частиц, через которую газы могут проникать лишь очень медленно в результате молекулярной диффузии. Поверхностный слой, несмотря на его небольшую абсолютную величину, заметно снижает суммарный коэффициент теплообмена, так как в нем тепло передается очень медленно, теплопроводностью, причем коэффициент л будет небольшим. Таким образом этот слой практически является теплоизоляцией, препятствующей теплообмену. [c.100]

При изучении теплового расширения следует учитывать не только характер сил межатомного взаимодействия, но и кристаллическую структуру, так как последняя определяет, в частности, количество связей, удерживающих атом в положении равновесия. Можно указать на зависимость коэффициента линейного расширения от молекулярного веса и температуры плавления. В работах [5, 7, 8] описана взаимосвязь между теплопроводностью ( /) и коэффициентом теплового рас-и1ирения [c.295]

Из таблицы следует, что коэффициент обмена, умноженный на физическую константу, может быть различным при изменении свойств морской воды. Это — коэффициенты теплопроводности, диффузии, трения и т. д. При этом следует иметь в виду, что коэффициент турбулентной теплопроводности превосходит коэффициент молекулярной теплопроводности соответственно и коэффициенты турбулентного трения (вязкости) и диффузии превосходят коэффициенты молекулярного трения и диффузии. Значения коэффициентов, характеризующих турбулентное перемешивание, изменяются в довольно широких пределах для разных районов Мирового океана. Так, например, коэффициент турбулентной теплопроводности для глубинных вод Филиппинской впадины 2,0—3,2 г см/сек. (по Шмидту), для Каспийского моря 0—30 г-см/сек. (по Штокману), для Тихого океана у Калифорнии 30 г-см/сек. (по Мак-Ивену). Эти различия свидетельствуют о том, что коэффициенты турбулентного перемешивания зависят не только от физически свойств морской воды, но и от скорости движения (наличия градиентов скорости), размеров возникающих вихрей, устойчнаэсти слое воды, периодов наблюдений и т. д. [c.80]

Для замыкания системы уравнений (2.1) — (2.28) необходимо знать кинетические коэффициенты 2, , бз, 2 кэ, 2 , коэффициенты молекулярной и турбулентной диффузии D, Ь, , коэффициенты теплопроводности и теплоотдачи р 1, Рм21 энергии взаимодействия сл, Чт, Чей Ни Чвсть коэффицибнтов обычно определя- [c.154]

Одпако даже в этом упрощенном случае решение задачи о вычислении скорости горения возможно только численным интегрированием уравнений теплопроводности и диффузии. Поэтому до создания ЭВ1 1, применение которых сделало возможным строгое числелшое решеипе задачи при любой степени сложности химического механизма реакции горения (при условии, что коЕСТс1нты скорости и коэффициенты диффузии известны с достаточной точностью), делались попытки на основании тех или иных допущений получить аналитическое решение зтой задачи, сведя систему дифференциальных уравнений к одному уравнению. В настоящее время все оти попытки представляют в значительной мере исторический интерес, хотя наглядность получаемых при атом аналитических выражений нормальной скорости горения в ее зависимости от параметров, характеризующих молекулярные и химико-кинетические свойства горючих смесей, делают их не лишенными определенных преимуществ по сравнению с результатами численных решений задачи. [c.236]

Температура в непроточной зоне практически равна температуре на поверхности зерна. Поэтому одним из тепловых элементов модели слоя является так называемый скелет или каркас слоя, состоящий из зерен и непроточных зон. Величина коэффициента эффективной теплопроводности Хек определяется по выражению Хск = = А/.м + 0,85 Re Рг Ям, где произведение А — это теплопроводность непродуваемого слоя, Рг — критерий Прандтля, — коэффициент молекулярной тенлонроводности, А = onst. Для подавляющего большинства каталитических процессов, осуществляемых при неизменных условиях на входе в аппарат, нет необходимости учитывать продольный перенос тепла и вещества, обусловленный молекулярной и вихревой диффузиями (D и Da), теплопроводностью (Х и в свободном объеме слоя и переносом тепла по скелету катализа- [c.72]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология