Диффузионный поток тепла

Теория реакторов с неподвижным слоем с учетом теплопередачи очень сложна. Необходимо учитывать одновременно как процессы тепловыделения, происходящие в ходе химической реакции, так и процессы распространения тепла. Для передачи тепла существует гораздо больше возможностей, чем для распространения диффузионных потоков (тепло мон ет передаваться не только при контакте с газообразной или жидкой фазой, но и благодаря тепловому излучению, а также при контакте твердого порошка со стенками реактора). Более того, поскольку изменение температуры на реакционной поверхности раздела влияет на скорость реакций, наблюдается взаимное влияние процессов передачи тепла и вещества. Система дифференциальных уравнений, описывающих процесс, имеет сложный вид. [c.97]

В выражении (6.3.48) для вектора теплового потока соответствует диффузионному потоку тепла. [c.182]

Интенсивность тепло- . массообмена характеризуется величиной теплового или диффузионного потока к единице поверхности частицы. Локальное значение этой величины определяется выражением [c.176]

Учитывая только продольное перемешивание, нельзя оценить различие концентраций но сечению аппарата, которое возможно в реальных условиях. Используем представление о двух перемешивающих (диффузионных) потоках — по оси и радиусу аппарата. Последний будем характеризовать радиальным коэффициентом перемешивания и законом Фика. В этом случае в уравнения баланса включают члены, учитывающие также радиальный перенос вещества и тепла. Перемешивание характеризуется двумя параметрами Оц и гя- [c.58]

Поэтому при записи уравнений баланса нужно учесть изменение потоков в осевом х) и радиальном (г) направлениях. Движение в осевом направлении осуществляется за счет основного (конвекционного) потока массы gд , тепла в радиальном — за счет диффузионного потока массы (3, и теплопроводности (для тепла) Q Выделим элементарный кольцевой объем на расстоянии х от входного сечения и радиусом г (рис. УП-З). Пусть длина кольца [c.258]

Аппараты идеального перемешивания. Будем считать, что поступающий поток немедленно распространяется по всему объему аппарата концентрации и температура во всех точках аппарата в любой момент времени одинаковы и равны концентрациям и температуре в выходном потоке. При этом отсутствуют диффузионный поток- вещества и передача тепла внутри аппарата теплопроводностью (рис. П1-2). [c.94]

Действие мощного внутреннего источника тепла приводит к тому, что скорость испарения во много раз превышает скорость переноса пара внутри тела. В результате этого возникает градиент общего давления, являющийся основной движущей силой переноса пара внутри тела. Поскольку температура внутренних слоев больше наружных, поток влаги вследствие термодиффузии направлен к поверхности тела, в отличие от других способов сушки, когда нагрев осуществляется через поверхность. Распределение же влагосодержа-ния имеет обратный характер (в поверхностных слоях больше, чем во внутренних) и создает аномальный (обратный) диффузионный поток влаги, вызванный градиентом концентрации. [c.166]

В качестве потоков принято 1г = — поток вязких напряжений в сплошной фазе (тензор) /xl=f, 2, — поток силы механического взаимодействия между фазами (вектор) /х2 = дТ — поток тепла внутри несущей фазы (вектор) /хз = д2 — поток тепла внутри дисперсной фазы (вектор) /х, +3 = ] — диффузионный поток А-го комнонента в фазе 1 (вектор) /х, я+ +з = ]2 — диффузионный поток А-го компонента в фазе 2 (вектор) — интенсивность теплообмена (контактного) между фазами (скаляр) 7у,г+1 = 1 , — скорость г-й химической реакции в фазе 1 (скаляр) /у, лг+г+1 =/<2г) — скорость г-й химической реакции в фазе 2 (скаляр) 1у,21 +кА = 1к(т — поток А-го компонента через границу раздела фаз в направлении 1 -> 2 (скаляр) /к, 2Л +я+й+1 = / (21) — поток к-то компонента через границу раздела фаз в направлении 2- 1 (скаляр). [c.58]

Отметить аналогию с уравнениями для потока тепла от ребристой поверхности. Х1У-2. В условиях, когда для частиц наименьших размеров, составляющих смешанный слой катализатора, проявляются сильные диффузионные эффекты, показать, что средняя характеристическая длин I может быть применена для нахождения степени использования внутренней поверхности е слоя. Выразить Ь через количества частиц различных размеров. [c.450]

В строгой теории потоки молекул (а также потоки тепла и импульса) вычисляются с учетом действительной функции распределения. В случае постоянной температуры для диффузионных потоков в бинарной смеси, получается выражение, совпадающее с (3-6) (о чем выше уже говорилось), однако формула для коэффициента диффузии получается отличной от (3-8). Если молекулы рассматривать как твердые шары, испытывающие упругие соударения, то в первом приближении [c.67]

Движение газовой среды в целом, влияющее на перенос вещества и тепла (конвективные члены в полных производных с1С (к д.С21( т (1Т/<1х), описывается уравнением гидродинамики . Надо только иметь в виду, что в приведенной выше записи диффузионных потоков использовалась система центра объема и, следовательно, вводились средние объемные скорости движения среды. Уравнения же гидродинамики, описывающие движение среды, обычно записываются для средних массовых скоростей в системе координат, связанной с центром инерции. При небольших различиях в молекулярных массах компонент, как это обычно бывает в газовых смесях при горении (за исключением смесей с водородом), средние объемные и средние массовые скорости мало отличаются друг от друга. В этих случаях можно использовать уравнения гидродинамики в обычной записи (в системе центра масс). Если для газа пренебречь силой тяжести и сжимаемостью за счет движения (скорости много меньше скорости звука), а также считать постоянной вязкость, то уравнение движения — уравнение Навье—Стокса — можно записать в следующем виде [c.77]

Задан поток тепла д = — (диффузионный no- [c.206]

Тепловой поток в жидкостях и газах, где возможна диффузия, тесно связан с диффузионным потоком вещества. Последний же зависит не только от градиента температуры, но также и от градиента химического потенциала. Поэтому в условиях химического, реагирования роль частей потока тепла, возникающих вследствие диффузии молекул, силь но возрастает. [c.273]

Таким образом, в случае химической реакции диффузионный поток не -обращается в нуль в стационарном состоянии. Для вычисления потока тепла в условиях локального химического равновесия воспользуемся (6-50) [c.279]

На приведенных схемах показано также изменение энтальпии газа в зависимости от того, с какими относительными скоростями движутся навстречу друг другу тепловой и диффузионный потоки в зоне, предшествующей зоне горения. Образованию вогнутости и выпуклости соответствует меньший приток тепла к большей массе, и наоборот. [c.84]

Выполняется соотнощение взаимности кинетических коэффициентов переноса, которое для наиболее, простых молекулярных процессов переноса является следствием их микроскопической обратимости. Для системы линейных уравнений (5.2) соотношение взаимности означает равенство кинетических коэффициентов, имеющих одинаковые индексы, независимо от их порядка = = Lhi. Это соответствует симметрии между влиянием, например, силы, вызывающей диффузионный перенос, на величину теплового потока и влиянием силы, вызывающей перенос тепла, на величину диффузионного потока. [c.237]

Выражение для X показывает, что для открытых систем поток энтропии состоит из двух частей потока, связанного с переносом тепла, и потока, связанного с диффузией. Второе выражение состоит из четырех членов, обусловленных соответственно теплопроводностью, диффузией, вязким потоком и химическими реакциями. Выражение для диссипативной функции о имеет вид квадратичной формы. Оно представляет собой сумму произведений двух сомножителей потока (поток тепла диффузионный поток /ь поток импульса П и скорость химической реакции и термодинамической силы, пропорциональ- [c.86]

В данном разделе на основе асимптотического разложения решения уравнений многокомпонентного химически неравновесного пограничного слоя при больших числах Шмидта [36, 193, 194] даны формулы для потока тепла, диффузионных потоков продуктов реакций и химических элементов на поверхность с произвольной каталитической активностью и любой степенью неравновесности в пограничном слое. Сравнение полученных результатов с известными аналитическими и численными решениями показало их высокую точность. [c.206]

Как ВИДНО, жидкие углеводороды (гептан, пентадекан, бензол) в Среде кислорода при а а сгорают полностью. Полнота сгорания твердых углеводородов (парафина, нафталина, антрацена) в этих же условиях не достигает единицы и составляет 95—96%, что, очевидно, является следствием дополнительных затрат тепла на их плавление и испарение. Следует отметить более низкую полноту сгорания ароматических соединений по сравнению с алифатическими соединениями Увеличение полноты сгорания с увеличением а (в области малых значений а) можно объяснить увеличением диффузионного потока окислителя на единицу массы горючего, что до некоторого предела (а ) способствует более полному протеканию процесса и законченности реакций окисления. [c.76]

Когда толщина пленки достигает определенного критического значения, ламинарный поток переходит в турбулентный. В турбулентном потоке тепло распространяется не только посредством теплопроводности, но и за счет вихре-диффузионных процессов, которые способствуют лучшему перемешиванию жидкого конденсата и увеличивают коэффициент теплоотдачи. [c.127]

В химических процессах очень часто приходится иметь дело с явлениями, где одновременно в одной и той же системе протекают процессы диффузии нескольких веществ и переноса тепла. Это означает, что в каждой точке пространства, в каждый момент времени сосуществуют градиенты концентраций нескольких веществ и градиент температуры. До сих пор мы принимали, что диффузионный поток каждого вещества зависит только от градиента его собственной концентрации (или парциального давления),а тепловой поток — только от градиента температуры. Такой метод рассмотрения мы будем называть приближением независимой диффузии. Пользуясь им, мы пренебрегали взаимным влиянием процессов диффузии различных веществ, а также процессов диффузии и теплопроводности. Приближение независимой диффузии достаточно близко к действительности для смесей, разбавленных растворителем в случае жидкостей или не диффундирующими в данных условиях газами — в случае газовых сред. Чем меньше концентрация диффундирующих веществ в растворе или в газовой смеси, тем более точным становится приближенный метод описания процессов переноса, которым мы пользовались в предыдущих главах. [c.169]

Термодинамическая теория в ее общем виде рассматривает полные потоки веществ и тепла, без подразделения их на молекулярные и конвективные, т. е. без выделения роли гидродинамического потока. Для практического использования результатов термодинамической теории нужно привязать их к практически удобной системе отсчета из числа рассмотренных в главе III. Приравняв нулю среднюю скорость, определенную формулой (III, 2) или (III, 3), получим уравнения переноса в системе, где смесь как целое неподвижна. Полученное таким образом добавочное условие, фиксирующее систему отсчета, дает связь между диффузионными потоками j, и в смеси из п компонентов независимыми будут только п — 1 потоков. [c.174]

Перенос вещества, тепла и количества движения может происходить с одной стороны путем молекулярного, с другой — посредством турбулентного обмена. Интенсивность молекулярного переноса характеризуется коэффициентами диффузии температуропроводности а и кинематической вязкости V. Интенсивность турбулентного переноса характеризуется величиной коэффициента турбулентного обмена Л, определяемого формулой (1,15). Значение его одинаково для переноса всех трех упомянутых выше величин. Таким образом, пока мы имеем дело только с турбулентным переносом, всегда существует полное подобие между-диффузией, теплопередачей и гидравлическим сопротивлением. Нарушение подобия возникает только тогда, когда становится существенным молекулярный перенос. Напишем выражения для диффузионного потока, теплового потока и касательного напряжения, выделив члены, отвечающие молекулярному и турбулентному переносу [c.227]

Ч—диффузионный поток через поверхность контакта фаз, кмоль/с (гл. 2, 3) расход потока, мV (гл, 4) внешний поток тепла, Вт (гл. в), [c.6]

Так, в работе [94] поток низколетучего компонента, вызванный теплопередачей, суммировался с общими диффузионными потоками, т. е. принималось, что термические эффекты на границе раздела фаз увеличивают локальную эффективность массопередачи. В то же время корректной экспериментальной проверки указанной гипотезы в цитированных работах сделано не было, так как воспроизведение сильно нелинейной зависимости изменения локальной эффективности массопередачи от состава смеси с максимумом эффективности в области средних концентраций достигалось подбором случайных значений коэффициентов тепло- и массопередачи. [c.109]

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]

Известные из термодинамики необратимых процессов [ 1 соотношения взаимности Онзагера устанавливают, что точно так же, как наличие градиентов температуры вызывает появление диффузионных скоростей (термодиффузия), наличие градиентов концентрации приводит к возникновению потока тепла. Этот взаимный процесс, известный как эффект Дюфура, вносит дополнительный вклад в величину д. Обычно градиенты концентрации [c.572]

С ПОМОЩЬЮ уравнения диффузии выражают через разности диффузионных скоростей, в результате чего получается следующее выражение для потока тепла [ ], соответствующего аффекту Дюфура [c.573]

Выше при проведении анализа методом автомодельности предполагалось, что инжектируемый компонент тяжелее жидкости окружающей среды. Это позволяло пренебречь эффектами Соре (влиянием переноса тепла на диффузию) и Дюфура (влиянием диффузии на перенос тепла). Однако, когда вдуваемый с поверхности компонент легче газа окружающей среды, оба эффекта могут стать существенными и часто их следует учитывать при расчете потоков массы и тепла. Следуя подходу работы [38], можно выразить плотность диффузионного потока массы компонента А в бинарной смеси под действием градиентов концентрации и температуры следующим образом [c.395]

Диффузионное горение имеет место в условиях, когда горючее и окислитель диффундируют в зону р-ции с противоположных сторон таково, напр., Г. свечи, фитиля. Если при этом константа скорости к р-ции Г. много меньше константы скорости диффузии , реагенты успевают перемещаться и р-ция протекает в обычном кинетич. режиме (относительно низкотемпературном). При fe реагенты взаимод. тотчас же после их поступления в зону р-ции, прежде чем они полностью перемешаются, и р-ция протекает в режиме Г., т.е. при высоких т-рах. Отношение диффузионных потоков реагентов определяется стехиометрией р-ции концентрации горючего и окислителя в зоне р-ции малы, осн. компонент смеси - продукты сгорания, к-рые диффундируют в области, занятые горючим и окислителем (рис. 4). Выделяющееся при р-ции тепло передается горючему и окислителю, к-рые поступают в зону р-ции нагретыми до высокой т-ры. В отличие от Г. перемешанных смесей, т-ра диффузионного Г. зависит от отношения D/y.. При D = и она совпадает с т-рой Г. перемешанной стехиометрич. смеси горючего и окислителя, с уменьшением О/и-падает. По этой причине диффузионное Г. не реализуется в конденсиров. средах, для к-рых значения D/v. очень малы помимо газофазных систем, диффузионное Г. характерно для гетерог. р-ций на пов-сти (Г. твердых в-в, гете- [c.596]

В заключение приведем еще два безразмерных параметра, характеризующих процесс передачи тепла и вещества при конвективном движении среды. Сначала определим коэффициент теплопередачи а как отношение теплового потока к разности температур, т. е. q = aAT, и коэффициент массоотдачи Р как отношение диффузионного потока к разности концентраций У = Р АС. Тогда можно ввести два безразмерных числа Нусельта [c.73]

Здесь /, 5т, ту, [3 — приведенная функция тока, характерное число Шмидта, переменная Дородницина в форме Лиза и градиент продольной составляющей скорости на внешней границе пограничного слоя с , с, 7 , 7, Jq, /1, р, 1 — массовые концентрации продуктов реакций и химических элементов, проекции их диффузионных потоков и потока тепла на нормаль к поверхности, энтальпия, плотность и вязкость смеси — число элементов, ЛГ — число комионентов индекс и] относится к условиям на поверхности, индекс е у искомых функций [c.206]

При горении взрывчатых веществ и порохов возможны различные сочетания процессов в конденсированной и газовой фазах. Простейшим в теоретическом отношении является случай, указанный Беляевым [22] и разработанный далее Зельдовичем [23], когда горение происходит в газовой фазе, а поток тепла, приходящий из зоны пламени, вызывает в конденсированной фазе эндотермические процессы испарения. Это пример квазигетерогенного горения, отличающийся от горения жидкого топлива только отсутствием диффузионных процессов. Важная особенность этого процесса, отмеченная Зельдовичем [23], заключается в тепловой инерции конденсированной фазы, обусловленной ее высокой теплоемкостью. При изменении давления режим горения в газовой фазе быстро меняется, а толщина зоны прогрева конденсированной фазы не успевает подстраиваться к этим изменениям. В этом может заключаться механизм пульсаций, наблюдающихся при горении конденсированных фаз в замкнутом объеме. [c.272]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология