Теплопроводности коэффициент простого газа

Если размер пор значительно превышает среднюю длину свободного пробега молекул газа, то его теплопроводность почти не зависит от давления. При комнатной температуре теплопроводность воздуха равна 25-10 Вт/(м-К), а водорода 17,6-10 Вт/(м-К). Теплопроводность паров многочисленных полярных и неполярных органических соединений лежит в пределах 8,4-10 —25 X X 10 Вт/(м-К). Приведенные значения на порядок меньше значений теплопроводности для пористого катализатора в вакууме. Исключение составляют водород и гелий. Коэффициенты теплопроводности для простых органических жидкостей в 10—100 раз выше, чем для паров при той же температуре. Типичные значения теплопроводности неполярных жидкостей при комнатной температуре лежат в пределах (8,4—20,9) Вт/(м-К), что в 2—3 раза выше значений Я для сильно полярных жидкостей. [c.170]

ТАБЛИЦА V.e. КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПРОСТЫХ ГАЗОВ Я-1№. Вт/(м-К) [c.441]

В 2.3 было показано, что в смеси газов средняя скорость молекул какого-либо одного компонента может не совпадать с гидродинамической скоростью. Разность скоростей представляет собой диффузионную скорость выделенного компонента смеси. Из-за диффузионных процессов смеси, очевидно, являются более сложными системами, чем простые газы. Тем не менее для газовой смеси общая задача расчета функции распределения по скоростям решается методом, аналогичным используемому для простого газа. Оказывается, что сложный состав приводит к появлению двух новых явлений переноса (в дополнение к вязкости и теплопроводности) диффузии и термодиффузии. Кинетические коэффициенты, характеризующие эти явления, называются коэффициентами диффузии и термодиффузии они связывают скорость диффузии с градиентами плотности числа частиц и температуры соответственно, В последующих параграфах методом Чепмена—Энскога будут получены первые приближения для векторов потоков в смеси газов, состоящей из К компонентов как и ранее, при этом предполагается, что у молекул нет внутренних степеней свободы. [c.168]

Чтобы проиллюстрировать процедуру упрощения интегральных скобок, преобразуем выражения, входящие в формулы для коэффициентов теплопроводности и вязкости простого газа в низшем приближении, а именно [c.204]

Соотношение (5.6.20) выражает коэффициент теплопроводности простого газа через единственный коэффициент разложения по полиномам Сонина. В п-м приближении [c.216]

Прежде всего рассмотрим сходимость рядов, выражающих коэффициенты теплопроводности, вязкости и самодиффузии простого газа. Как можно видеть из табл. 10.1, для модели твердых сфер первое при- [c.270]

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]

Чепмен в работе Кинетическая теория газов, состоящих из молекул, имеющих сферическую симметрию [Л, 2-18] разработал общую теорию переноса, из которой он получил аналитические выражения для коэффициентов диффузии, вязкости и теплопроводности простых и смешанных газов. [c.125]

При оценке обусловленных теплопроводностью тепловых потерь из единицы объема в случае плоского пламени в круглой трубе диаметром О можно воспользоваться следующим простым рассуждением. Рассмотрим элемент объема газа длиной йх в трубе, на стенках которой поддерживается температура Т . Энергия, отводимая из этого элемента к стенкам трубы, равна произведению коэффициента теплопроводности X, среднего градиента температуры (Г — Гд) / (ОН) и площади поверхности стенки пб х. Интенсивность тепловых потерь из единицы объема газа можно определить, если поделить величину этой энергии на элементарный объем трубы хл0 1 , что дает [c.267]

Каким образом можно приближенно вычислить коэффициенты теплопроводности, вязкости и диффузии, используя простейшую модель газа [c.86]

Термодинамическая теория дает только общую структуру уравнений и связь между перекрестными коэффициентами термодиффузии и диффузионной теплопроводности. Но она ничего не может сказать не только о значениях коэффициентов и их зависимости от параметров, но и о перекрестных коэффициентах диффузии в многокомпонентной смеси и их связи с бинарными коэффициентами диффузии. Для газов, которые можно рассматривать как идеальные, ответ на эти вопросы можно получить методами физической кинетики. Мы не будем здесь вдаваться в сложный математический аппарат кинетической теории, отсылая читателя к соответствующей литературе [2—5]. Поставим перед собой задачу получить нужные нам результаты, пользуясь менее строгими, но более простыми и наглядными методами. [c.179]

Явления диффузии, вязкости и теплопроводности физически подобны, так как все они представляют собой перенос некоторых физических величин через газ или жидкость. Концентрационная диффузия есть перенос массы из одной области в другую вследствие наличия градиента концентрации, вязкость есть перенос импульса вследствие наличия градиента скорости теплопроводность есть перенос тепловой энергии Б результате наличия градиента температуры. Простейшая кинетическая теория, используя ряд допущений, дает выражения для определения основной зависимости коэффициентов переноса от температуры и давления, а также от массы и размеров молекул газа. Коэффициент обычной диффузии численно равен плотности потока молекул вида I вследствие единичного градиента плотности частиц коэффициент вязкости численно равен плотности потока г/-компоненты импульса, создаваемого единичным градиентом 1/-компоненты скорости коэффициент теплопроводности численно равен плотности потока энергии, вызванного единичным градиентом температуры. [c.23]

Описанное оборудование очень удобно для проведения анализов в интервале температур от О до —50° и не требует устройства для программированного нагрева. Ввиду значительных различий в теплопроводности рассматриваемых газов необходимо проводить калибровку для установления поправочных коэффициентов и возможности осуществления простых расчетов при обработке данных. [c.422]

Специфические поправочные коэффициенты имеют разные значения для одинаковых веществ при работе с детекторами, различающимися по принципу измерения. Так, например, при применении пламенно-ионизацион-ного детектора поправочные коэффициенты зависят от структуры молекул компонентов и числа имеющихся в них атомов углерода (см. разд. 5). Чувствительность ячеек для измерения теплопроводности определяется значениями теплопроводностей чистых веществ и газа-носителя. Для газовых весов (плотномеров) имеет место простая связь между молекулярным весом и регистрируемой площадью пика вещества. По Филлипсу (1961), это отношение имеет следующий вид [c.296]

В настоящее время метод кинетических уравнений получил широкое развитие и применение в механике жидких и газообразных сред, при исследованиях плазмы, в задачах о движении газовых смесей при наличии протекающих в них релаксационных или химических процессов. Делаются более или менее удачные попытки использовать кинетические методы также в механике аэрозолей, при изучении дисперсных и многофазных сред. Вопросы обоснования применяемых макроскопических уравнений наиболее удобно и просто разрешаются путем обращения к методам, истоки которых лежат в основополагающих работах Больцмана по кинетической теории газа. Вычисление коэффициентов переноса (коэффициентов вязкости, теплопроводности, диффузии) для простых и сложных систем также является прерогативой кинетических подходов. [c.5]

Коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов возрастает с увеличением давления в большинстве случаев быстрее [19, 20, 123], чем это следует из уравнения (13). Авторы работы [123] пытаются объяснить это влиянием конвекции. Действительная причина заключается в сложной структуре изоляционных материалов, не дающей возможности описать перенос тепла в них газом при использовании лишь одного характеристического размера — среднего диаметра пор. Коэффициент теплопроводности зернистых теплоизоляционных материалов, зерна которых имеют пористую структуру, может быть вычислен по уравнению (30) с использованием уравнений (33) — (35). Более простую формулу, применимую к любым теплоизоляционным материалам, можно получить на основе следующих соображений. [c.91]

Тепло через многослойную изоляцию передается излучением, теплопроводностью изолирующих прокладок и остаточных газов. Все же здесь, как и в случае вакуумно-порошковой изоляции, пользуются из соображений практического удобства формулами переноса тепла теплопроводностью и характеризуют эффективность изоляции термином кажущийся коэффициент теплопроводности , который будем называть для краткости просто коэффициент теплопроводности . [c.133]

Частным случаем метода внутренней нормализации является метод простой нормализации без применения коэффициентов чувствительности. Метод основан на предположении, что вещества близкого строения, взятые в одинаковом количестве, дают одну и ту же площадь пика. Это приближение достаточно хорошо выполняется при анализе смеси веществ одного или близких гомологических рядов при использовании в качестве газа-носителя гелия или водорода. Теплопроводность которых почти на порядок превышает теплопроводность анализируемых веществ. При использовании детектора ионизации в пламени метод простой нормализации применим только для анализа веществ одного гомологического ряда, в первую очередь углеводородов. Расчет концентрации компонентов проводится методом нормализации площадей пиков. , [c.32]

Для того, чтобы использовать простое решение (7.136), требуется информация о скорости движения дисперсного слоя вдоль стенки, а также о значении эффективного коэффициента теплопроводности движущегося слоя А,э, зависящего от неизвестного и переменного количества фильтрующегося через слой газа. Следует также отметить, что в модели (7.135) перенос теплоты фильтрующимся газом считается пренебрежимо малым. [c.222]

ПО сравнению с конвективным переносом, представленным в уравнениях (8.4). Последнее обычно справедливо при движении теплоносителей со скоростями, принятыми для эксплуатации ТОА (для капельных жидкостей 0,5—2,5 м/с, для газов и перегретых паров 5—30 м/с). Однако, например, для жидкометаллических теплоносителей с высокими значениями коэффициентов теплопроводности, проходящих через ТОА вследствие значительной вязкости с малыми линейными скоростями, перенос теплоты молекулярной теплопроводностью вдоль массового потока может оказаться сравнимым с конвективным переносом, и тогда в простые балансовые уравнения (8.4) должны вводиться слагаемые кондуктивного переноса. [c.230]

Оба метода основаны на предположении, что содержание аргона и соотношение аргона и азота в воздухе постоянны. Это справедливо для большинства случаев, но в некоторых опытах бывает нужна синтетическая атмосфера и тогда сказанное теряет силу. Например, образование азота микроорганизмами почвы можно изучать в атмосфере, содержащей 20% кислорода и 80% гелия. Конечно, экспериментатор будет знать это заранее и не станет использовать поправочный коэффициент для аргона. Но даже и в этом случае синтетическая атмосфера может смешаться с различными количествами природного воздуха. Если фактическое содержание аргона не представляет интереса и необходимо получить надежные данные только по кислороду, наиболее простой выход заключается в применении в качестве газа-носителя аргона (см. раздел Б,И,а,2). Оба газа существенно различаются по удельной теплопроводности, так что будут получены хорошо разделенные пики. При сложном пике, однако, термический детектор будет реагировать только на кислород и не будет чувствовать малых количеств аргона. Поэтому ошибка в определении кислорода автоматически исчезнет благодаря селективности такой системы. [c.167]

Общая схема решения кинетического уравнения (14.6) применительно к вычислению коэффициента диффузии по многом подобна тому, с чем мы познакомились при нахождении теплопроводности и вязкости простого газа. Некоторое усложнение возникает из-за необходимости решения системы двух кинетических уравнений, соответствующих двум компонентам бинарной смеси. Ниже мы ограничимся нриближепием одного полинома в разложениях (14.14). Тогда для интересующей нас задачи може.м [c.67]

Детекторы по теплопроводности. Относительно простая и широко используемая детекторная система основана на изменениях теплопроводности потока газа прибор такого типа иногда называют катарометром. Чувствительным элементом этого устройства является электронагреваемый источник тепла, температура которого при постоянной мощности тока зависит от теплопроводности окружающего газа. Нагреваемым элементом может служить тонкая платиновая или вольфрамовая проволока или же полупроводниковый термистор. Сопротивление проволоки или термистора является мерой теплопроводности газа в отличие от проволочного детектора термистор обладает отрицательным температурным коэффициентом. [c.274]

Книга Ферцигера и Капера Математическая теория процессов переноса в газах , предлагаемая в русском переводе, посвящена систематическим методам расчета коэффициентов переноса (вязкости, диффузии, теплопроводности) на основе решения кинетического уравнения Больцмана для простого газа и газовых смесей и различных моделей взаимодействия между молекулами. Она охватывает тот же круг вопросов, что и классическая монография Чепмена и Каулинга, изданная в русском переводе более 15 лет назад Специалисты ужепривьпсли к некоторой тяжеловесности изложения и громоздкости обозначений этой прекрасной книги, но начинающим она всегда кажется слишком сложной. Поэтому давно чувствовалась потребность в издании учебника, который содержал бы более простое изложение того же материала. [c.5]

Задачу подлинной разработки формализма, позволяющего найти решение уравнения Больцмана, независимо решили Чепмен и Энског вскоре после опубликования результатов Гильберта. Работа Чепмена, в которой используется метод Максвелла, основана на применении уравнений переноса, в то время как подход Энскога основан на построении решения уравнения Больцмана для функции распределения по скоростям. Оба метода приводят к одинаковым выражениям для кинетических коэффициентов. В двух статьях 1916 и 1917 гг. Чепмен [28, 29] вьшел формулы для коэффициентов вязкости и теплопроводности простого газа и газовой смеси, приняв (как и Максвелл), что для слабо неоднородного газа функцию распределения по скоростям можно записать в виде /=/ (1 + ф) при этом предполагается, что в однородном газе функция ф должна обращаться в нуль. Теория Энскога, опубликованная в его докторской диссертации [64] в 1917 г., основана на решении уравнения Больцмана с помощью разложения в ряд. Такой подход был впервые применен Гильбертом, который пытался разработать (к сожалению, безуспешно) аналогичный формализм, основанный на последовательных приближениях. [c.19]

Если не пользоваться экспериментальными данными, то подсчет значений коэффициентов теплопроводности для смесей одноатомных газов наиболее прост и надежен по уравнению (5-8), рекомендуемому Гирш-фельдером, Кертиссом и Бердом. При вычислении ошибка будет порядка 5%- [c.258]

При отсутствии экспериментальных данных под-счет значения коэффициентов теплопроводности для смесей двух- и многоатомных газов считаем наиболее простым и надежным по уравнению (5-23) Линдсея и Бромлея. Как видно из табл. 5-4, вычисленные значения 258 [c.258]

Простой вид уравнений тепловых балансов (3.99), строго говоря, соответствует предположениям об отсутствии тепловых потерь в окружающую среду, т. е. о том, что вся теплота, отданная горячим теплоносителем, воспринимается на элементе df холодным теплоносителем и идет на повышение его температуры на величину dt . Считается также, что в массе теплоносителей отсутствуют фазовые превращения, при которых выделение (или поглощение) значительного количества теплоты фазового перехода происходит без изменения температуры. Кроме того, уравнения тепловых балансов (3.99) справедливы лишь в случаях, когда можно пренебречь переносом теплоты в направлении движения теплоносителей за счет теплопроводности и турбулентного переноса по сравнению с конвективным переносом, представленным в уравнениях (3.99). Последнее обычно справедливо при движении теплоносителей со значительными скоростями, принятыми для эксплуатации ТОЛ (для капельных жидкостей 0,25-2,5 м/с, для газов и перегретых паров 5-30 м/с). Однако, например, для жидкометаллических теплоносителей с высокими значениями коэффициентов теплопроводности (X = 5-420 Вт/(м К)), проходящих через ТОЛ с малыми скоростями вследствие значительной их вязкости, кондуктивный перенос теплоты (-Xgradi) вдоль поверхности теплообмена может оказаться сравнимым с конвективным переносом Gt). В этом случае в простые балансовые соотношения (3.99) должны вводиться дополнительные слагаемые кондуктивного переноса. Сделанные здесь замечания существенны потому, что последующие выкладки с использованием уравнений (3.99) и, следовательно, формула (3.105) для вычисления средней разности температур теплоносителей, строго говоря, справедливы лишь при выполнении отмеченных здесь условий. [c.269]

Формально это выражение имеет исключительно простой и наглядный вид. Из него вытекает, что максимальный коэффициент теплоотдачи к кипящему слою а) не зависит от расположения и размеров теплоотдающей поверхности Я, б) не зависит от тепловых характеристик материала зерен Ст7т, в) прямо пропорционален теплопроводности псевдоожижающего газа Яг и г) обратно пропорционален диаметру частиц с1, поскольку даже из простых соображений размерности йяге .. [c.454]

Значительная часть теплового потока через вакуумно-порошковую изоляцию передается излучением, которое подчиняется другим законам, чем перенос тепла теплопроводностью, описыва-мый уравнением (1). Все же это уравнение привлекает своей простотой, и им пользуются обычно при рассмотрении сложного теплообмена в дисперсных средах, понимая под названием коэффициент теплопроводности просто коэффициент пропорциональности между тепловым потоком и градиентом температуры и учитывая зависимость теплового потока от других факторов в виде зависимости от этих факторов коэффициента теплопроводности. При этом часто пользуются термином кажущийся коэффициент теплопроводности или эффективный коэффициент теплопроводности . В дальнейшем изложении будем для краткости пользоваться термином коэффициент теплопроводности , подразумевая под ним коэффициент пропорциональности в уравнении (1) для случая одновременного переноса тепла теплопроводностью твердого тела, теплопроводностью газа и излучением. [c.90]

Таким образом, кинематическая вязкость и коэффициент самодиффузии Daa для разреженных газов имеют значения одного и того же порядка. Зависимость между v и бинарным коэффициентом диффузйц. Dab не так проста, поскольку v = ji/p может значительно изменяться с изменением состава, но отношение ц/р/)лв Для большинства бинарных газовых смесей находится в диапазоне 0,2—5,0. Величина ц/рЬлв = v/Z>ab известна как число Шмидта мы неоднократно будем использовать эту величину при анализе диффузии в движущихся системах, так же, как встречались с числом Прандтля рЦ/А, = v/a в задачах по определению теплопроводности в движущихся системах. [c.447]

При естественной конвекции газы перемешаются с небольшой скоростью. Учитывая естественный процесс конвекщш, отопительные батареи устанавливают по возможности ниже, а охлаждающие батареи холодильников — часто в верхней зоне. Однако в технике естественные конвекционные течения часто оказываются недостаточными. В таких случаях прибегают к принудительной конвекции с помощью насосов или вентиляторов. Так в холодильной технике используются воздухоохладители, перемещение воздуха у охлаждающей поверхности которых осуществляется принудительно, вентиляторами, что позволяет интенсифицировать теплообмен. Как было отмечено, процесс теплообмена в жидкостях и газах обычно осуществляется действием теплопроводности и конвекции. Их совокупное действие называется конвективным теплообменом, теплоотдачей соприкосновением или просто теплоотдачей. Конвективный теплообмен (или теплоотдача) представляет собой очень сложный процесс, который зависит от многих условий. В частности, в зависимости от рода движения (свободное или вынужденное) интенсивность теплообмена различна. При ламинарном движении, когда частицы жидкости движутся параллельно стенке, перенос тепла к стенке осуществляется путем теплопроводности и зависит в основном от коэффициента теплопроводности жидкости. При турбулентном же режиме, когда частицы жидкости движутся неупорядоченно, хаотически, такой способ переноса тепла сохраняется лишь в ламинарном пограничном слое и интенсивность теплообмена возрастает в результате уменьшения толщины ламинарного слоя жидкости. На процесс теплоотдачи значительно влияют физические свойства веществ теплопроводность, плот- [c.25]

Второй путь — разработка приближенной модели течения, отражающей основные процессы в области разряда, и решение упрощенных уравнений, описывающих эту модель, примером такого подхода может служить модель столба длинной дуги, основанная на предположении о ламйнарном режиме течения газа. В этом случае можно выписать уравнения электродинамики и газовой динамики, в которых коэффициенты переноса определяются параметрами потока. Задача существенно упрощается прн наличии термодинамического равновесия, когда коэффициенты переноса являются функциями лишь давления и температуры [10—14]. Однако далеко ие все реальные течения являются ламинарными. Даже для небольших электродуговых подогревателей с диаметром капала (0,5-ь5) 10 ж и расходом газа (1-ь10)- 10-"3 кг сек число Рейнольдса, подсчитанное по параметрам во входном сечении канала, превосходит величину 10 и течение газа может быть турбулентным. При турбулентном течении переносные свойства являются более сложными и, вообще гово]эя, неизвестными функциями параметров потока. Только в некоторых простейших случаях найдены по-луэмпирические соотношения для определения коэффициентов турбулентной вязкости и теплопроводности Поэтому при создании модели дуги в турбулентном потоке газа приводится использовать целый ряд предположений и аналогий [15—17], критерием пригодности такой модели для расчета мол<ет служить только эксперимент. [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология