Теплообмен, сопровождаемый изменением температуры

Средняя разность температур между теплообменивающимися средами зависит от взаимного движения этих сред. Во всех теплообменных аппаратах процесс передачи тепла сопровождается изменением температуры одного или обоих потоков по их ходу. При переменном температурном напоре (разности температур) будет переменным и количество тепла, передаваемого от одной среды к другой. Среднее значение температурного напора, которым пользуются при расчетах, определяется характером изменения температур сред по ходу потоков. [c.164]

Во всех поверхностных теплообменных аппаратах процесс передачи тепла сопровождается изменением температуры одного или обоих потоков по их ходу. Движущей силой процесса передачи тепла является температурный напор, т. е. средняя разность температур обеих сред. В каждом конкретном теплообменнике температурный напор зависит от исходных температур сред и характера их взаимного движения (прямоток, противоток, перекрестный ток, смешанный ток). [c.141]

При стационарном потоке изменение его теплосодержания при движении по трубопроводу пропорционально отношению длины трубопровода к его диаметру. Для потоков, параметры которых далеки от значений, соответствующих фазовому переходу (конденсация, кристаллизация), теплообмен с окружающей средой сопровождается изменением температуры. Для потока пара, парогазовой смеси или раствора, близкого к состоянию насыщения, уменьшение теплосодержания за чет теплопотерь сопровождается образованием новой фазы, что в некоторых случаях нежелательно, а в других недопустимо по условиям дальнейшей переработки. Увеличение теплосодержания потока легкокипящей жидкости или сжиженного газа в результате теплообмена трубопровода с окружающей средой, имеющей более высокую температуру, может привести к повышению давления сверх допустимого. Изменение температуры по длине потока, сохраняющего свое агрегатное состояние, регламентируется рядом требований (температура холодильного рассола, температура сырья, поступающего в реактор, и т. п.). [c.222]

В теплообменной аппаратуре химических производств часто встречаются такие процессы передачи тепла, при которых среда не изменяет своего агрегатного состояния. Различного рода подогреватели, межступенчатые холодильники компрессорных машин могут служить примерами аппаратов, в которых происходит нагрев либо охлаждение газа или жидкости, не сопровождающиеся изменением агрегатного состояния теплоносителей. Обычно такой теплообмен сопровождается какой-либо формой движения теплоносителя, и его интенсивность, таким образом, определяется интенсивностями процессов конвекции и теплопроводности. Если движение теплоносителя происходит за счет перепада давления, создаваемого насосом, вентилятором, компрессором и тому подобными устройствами, то конвекцию принято называть вынужденной. Когда же движение возникает за счет массовых сил, вызванных, например, перепадом температур, то конвекция называется естественной. [c.98]

Зависимость к от температуры будет отражать влияние температуры на все три компонента. Истинная константа скорости имеет нормальную температурную зависимость. Коэффициент распределения прп изменении температуры меняется в значительных пределах. Вероятно, температура будет влиять также и на константу диссоциации, так как трудно допустить, что эта реакция не сопровождается теплообменом. Поэтому суммарное влияние температуры весьма сложное и тот факт, что наблюдаемый кажущийся температурный коэффициент равен примерно 2, не может рассматриваться иначе как простое совпадение. [c.370]

Теплообменные аппараты. Теплообменные аппараты — один из основных видов технологического оборудования, они составляют примерно 30—40 % от всего химического оборудования. По назначению различают теплообменники, холодильники, подогреватели, конденсаторы. Наиболее распространены поверхностные теплообменники, теплообмен в которых осуществляется через поверхности (стенка трубы, пластины и т. д.), разделяющие среды и исключающие их смешение. Передача тепла сопровождается изменением температуры сред, средняя разность которых является движущей силой процесса передачи тепла и называется температурным напором. [c.267]

Исторически вопрос об определении количества теплоты был решен значительно раньше возникновения понятия энтропии, на основе использования понятия теплоемкости. Было замечено, что теплообмен чаще всего (хотя и не всегда) сопровождается изменением температуры. На этой основе было введено выражение, связывающее количество теплоты с изменением температуры [c.36]

Расчет площади теплопередающей поверхности аппаратов, теплообмен в которых сопровождается изменением агрегатного состояния теплоносителей (испарение или конденсация) или определяется условиями естественной конвекции, проводится методом подбора температуры стенки трубы, описанным в примере 6.2. [c.145]

Во-вторых, химические реакции постоянно сопровождаются тепловыми эффектами, которые иногда могут быть достаточно большими для того, чтобы вызвать заметное изменение температуры реакционной массы. Следовательно, тепловые эффекты реакций нужно учитывать при расчете соответствующих химических реакторов. Однако гораздо важнее знать, какую пользу можно извлечь из тепловых эффектов, выбирая тот или иной тип реактора, и как употребить выделяющееся тепло в теплообменной аппаратуре. [c.205]

Диаграммы температура — состав (рис. I, б) полезны для интерпретации различных физических ситуаций. Для примера рассмотрим случай, когда происходит кипение с недогревом бинарной смеси жидкостей состава и температуры Т1 (точка (3). На теплообменной поверхности образуется пар, имеющий состав у . Если паровой пузырь отрывается от поверхности, проходит через жидкость и конденсируется, то сконденсированная жидкость имеет состав лгз, соответствующий у . Таким образом, состав жидкости у поверхности нагрева приближается к 1, тогда как состав жидкости вдали от поверхности нагрева изменяется по направлению к х.,. Эти процессы сопровождаются изменениями физических свойств жидкости. [c.412]

При изменении температуры массового потока G в ходе теплообмена (вдоль поверхности во времени) в тепловых расчетах участвует теплоемкость с, являющаяся составной частью потоковой пропускной способности G в задачах теплопередачи теплоемкость не присутствует. Изменение температуры любого из теплоносителей (или сразу обоих) сопровождается изменением температурного напора А вдоль теплообменной поверхности (в нестационарных процессах — и во времени). В этих условиях теряет определенность уравнение теплопередачи в форме (7.1), поскольку Д = var. Возникает проблема усреднения температурного напора. В стационарных процессах речь [c.544]

С увеличением температуры стенки трубы с и температурного напора At=t —Зарастет число центров парообразования, интенсифицируется процесс кипения. Паровые пузырьки, отрываясь от поверхности трубы, растут в объеме, перемещаясь в толщину слоя воды. Таким образом теплообмен между поверхностью нагрева и пароводяной смесью сопровождается изменением агрегатного состояния теплоносителя. [c.9]

В связи с. этим при адиабатном изменении объема давление изменяется быстрее, чем при постоянной температуре. Если газ расширять адиабатно, начиная от точки я, то кривая 2 пройдет круче изотермы / и равное давление будет достигнуто при меньшем объеме, так как адиабатное расширение сопровождается охлаждением. Наоборот, если исходя из состояния точки b вести адиабатное сжатие, то равное давление будет достигнуто прн большем, по сравнению с изотермой, объеме причина — нагревание газа. Приближенно условиям адиабаты отвечает быстрое проведение процессов сжатия или расширения, когда сравнительно медленно протекающий теплообмен мало влияет в пределах интересующего нас времени на изменение внутренней энергии газа и его температуру. [c.40]

На рис. 13 изображен процесс сжатия в компрессоре в S-Т-диаграмме. Линия 1—2 изображает адиабатическое сжатие в теоретическом процессе, линия 1—а—Ь—с— процесс сжатия в действительном процессе. Участок 1—а характеризует изменение состояния пара при всасывании. Вследствие сопротивления при всасывании и теплообмена со стенками цилиндра давление пара в тючке а понизилось на Аро, а температура повысилась от Tq до Т. Сжатие а—Ь—с в действительном процессе сопровождается теплообменом со стенками цилиндра, причем в начале сжатия, когда температура Рис. 13. Процесс сжатия "ара ниже температуры стенок цилиндра, в компрессоре в S-T- тепло подводится к пару (отрезок а—Ь), -диаграмме. затем, когда она в процессе сжатия пре- [c.32]

Температурным напором пользуются при расчетах. Практически же процесс теплообмена сопровождается непрерывным изменением разности температур по обе стороны от перегородки, через которую осуществляется передача тепла. Этот фактор, исходные температуры сред, их коррозионные свойства и давление в аппарате характеризуют эксплуатационную опасность каждого теплообменного аппарата. [c.141]

На рис. 14 линия /—2 изображает адиабатическое сжатие в теоретическом процессе, линия 1— а — Ь — с — процесс сжатия в действительном процессе. Здесь участок 1— а характеризует изменение состояния пара при всасывании. Вследствие сопротивления при всасывании и теплообмена со стенками цилиндра давление пара в точке а понизилось на АРд, а температура несколько повысилась от Тд до Т . Процесс сжатия а — Ь — с в действительном процессе сопровождается теплообменом со стенками цилиндра, причем в начале процесса сжатия, когда температура пара ниже температуры стенок цилиндра, тепло подводится к пару (отрезок а — Ь), затем, когда температура пара в процессе сжатия превысит температуру стенок цилиндра, тепло от рабочего тела переходит к стенкам цилиндра (отрезок Ь — с). Сжатие пара в цилиндре осуществляется до давления более высокого, чем давление в конденсаторе (на Р ), вследствие сопротивления при нагнетании. Указанные явления вызывают увеличение работы, затраченной в действительном процессе, которое на диаграмме Т — 5 может быть выражено площадью, заключенной между адиабатой сжатия 1—2 и линией действительного процесса сжатия а — Ь — с. [c.21]

Реакторы представляют собой вертикальные трубчатые аппараты (теплообменного типа), трубки которых заполнены катализатором — фосфорной кислотой на кварце или кизельгуре. Смесь сырья и рециркулирующего продукта проходит двумя параллельными потоками шесть реакторов сверху вниз. Каждые три реактора соединены последовательно в две секции. Обвязка реакторов трубопроводами предусматривает возможность изменения последовательности потоков сырья в каждой секции, в результате чего достигается наиболее эффективное использование катализатора. Пропан-пропиленовая фракция приводится в контакт сначала с частично отработанным, а затем с относительно свежим катализатором. Как уже указывалось, полимеризация сопровождается выделением тепла, которое необходимо отводить. Отвод тепла реакции осуществляется с помощью парового конденсата, циркулирующего по межтрубному пространству реакторов. Тепло используется для получения водяного пара, которым подогревают сырье до температуры полимеризации. ---------- [c.381]

Водяной пар как греющий теплоноситель в теплообменных аппаратах получил большое распространение благодаря ряду его достоинств. Его можно транспортировать от источника получения по трубопроводам на значительные расстояния (до нескольких километров). Высокие коэффициенты теплообмена при конденсации водяного пара способствуют установке относительно небольших поверхностей теплообмена. Конденсация водяного пара сопровождается большим изменением его энтальпии благодаря этому для передачи сравнительно больших количеств тепла требуются небольшие весовые количества пара. Постоянство температуры конденсации при заданном давлении облегчает поддержание постоянства. режима и регулирование процесса в аппаратах. [c.12]

В [82, 83] исследовался теплообмен частицы любой формы в поступательном и сдвиговом потоках при произвольной зависимости коэффициента температуропроводности от температуры. Для среднего числа Нуссельта были получены три первых члена асимптотического разложения по малому числу Пе кле. В работе [8] в предположении постоянства чисел Шмидта и Прандтля и степенного закона изменения вязкости от температуры рассматривалась задача о совместном тепломассоперепосе к сферической частице в потоке сжимаемого газа при малых числах Рейнольдса. Совместный тепломассообмен частицы любой формы с поступательным (и сдвиговым) потоком вязкого теплопроводного газа в случае произвольной зависимости коэффициентов переноса от температуры изучался в [83, 85, 91, 165]. Считалось, что температура и концентрация на поверхности частицы и вдали от нее постоянны [83, 85, 165] или на поверхности частицы протекает химическая реакция (в диффузионном режиме), которая сопровождается тепловыделением [91]. Для чисел Шервуда й Нуссельта найдено два старших члена асимптотического раз ложения по малым числам Пекле. [c.267]

В изотермических реакторах теплообмен через стенку считается идеальным в результате тепло, выделяемое (или поглощаемое) при протекании реакции, мгновенно отводится от реагирующей смеси (или, наоборот, подводится к ней), так что температура остается постоянной. Если температуру нельзя считать постоянной, то реактор является неизотермическим. Частным случаем неизотермических реакторов являются автотер-мические реакторы, т. е. такие аппараты, в которых отсутствует теплопередача через стенку. Эти реакторы часто называют адиабатическими, полагая, что происходящие в них процессы носят адиабатический характер. Однако, это будет верно лишь для закрытой системы, т. е. для реактора периодического действия. В реакторах же полунепрерывного и непрерывного действия массопередача сопровождается переносом определенного количества теплоты, что приводит к изменению энтропии реагирующей смеси и не дает возможности считать процессы в реакторе адиабатическими. [c.16]

В условиях дозвуковых скоростей изменение структуры течения сопровождается малыми градиентами температуры на поверхности. В [151 ] показано, что для ламинарного течения применение высокочувствительных ЖК покрытий с шириной области селективного отражения 1.5—2.0 °С и цветной видеорегистрацией оптического отклика позволяет по изменению цвета судить об особенностях вихревой структуры потока и локального теплообмена. Однако в области турбулентного течения влияние малых возмущений на структуру течения и теплообмен на поверхности менее выражено. Использование же более чувствительных покрытий (с шириной области селективного отражения менее 1°С) может быть непрактичным из-за более жестких требований к качеству поверхности, так как при этом наряду с особенностями течения могут визуализироваться и дефекты поверхности. В таком случае более предпочтительными являются менее чувствительные ЖК покрытия в сочетании с высокочувствительной черно-белой видеокамерой и методами цифровой обработки монохроматических изображений. По этой причине в [152] предложен достаточно простой метод регистрации полей температур и тепловых потоков с помощью ЖК. Суть его заключается в том, что для регистрации цвета ЖК покрытия исследуемая поверхность освещается пучком света, пространственно модулированным прямолинейными регулярными полосами. Причем изображение полос разлагается в спектр по координате, ортогональной их направлению. В этом случае изображение объекта при постоянной температуре представляет собой поле соответствующего данной температуре цвета, модулированное прямолинейными полосами с отвечающими этому цвету положениями максимумов. При неоднородности температуры по полю объекта изображение будет иметь разный цвет и соответственно разное положение модулирующих патос для участков с различающимися температурами, что визуально выражается в сдвиге этих полос. Применение черно-белых регистрирующих устройств позволяет четко фиксировать сдвиг полос даже тогда, когда различие цвета вообще не наблюдается или выражено слабо. [c.46]