Динамика процессов теплопередачи

Первое условие обычно выполняется, так как, во-первых, теплоемкости материалов, из которых изготавливаются трубы теплообменников, малы, а, во-вторых, мала толщина труб. Однако условие высокой интенсивности теплообмена выполняется далеко не всегда. Например, если хотя бы одним из теплоносителей является газ, значение коэффициента теплопередачи оказывается небольшим и накопление теплоты в стенках аппарата значительно влияет на динамику процесса теплопередачи. [c.10]

ДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ [c.114]

В этом разделе исследуется динамика процесса теплопередачи только для стационарных потоков, как направленных в одну сторону, так и противоточных, при условии, что потерями в окружающую среду от наружной трубы можно пренебречь. В качестве температуры стенки будет приниматься ее среднее значение без учета изменения температуры по толщине стенки. В общем случае справедливы условия, описанные при выводе общих уравнений для теплообмена конвекцией [c.232]

При этом анализируются процессы теплопередачи, гидродинамики, массопередачи, кинетики, а также динамика переходных процессов регулирования. [c.15]

Рассмотрим возможные соотношения между скоростями продвижения волн сорбции и тепла и отвечающие им режимы динамики сорбции. При этом допустим, что процесс теплопередачи от газа к сорбенту протекает мгновенно и ширина фронта сорбционной волны бесконечно мала. [c.21]

VI. Динамика химических процессов. Химические процессы почти всегда складываются из собственно химических процессов (химические реакции), процессов теплопередачи и перемещения материалов. При этом все указанные процессы протекают одновременно. Материалы перемешиваются, твердые, жидкие или газообразные вещества поступают в технологические аппараты, в которых идет реакция. В зависимости от того, является ли реакция эндотермической или экзотермической, она сопровождается поглощением или выделением тепла. В результате химической реакции сырые материалы превращаются в готовый продукт. Вид уравнений кинетики химической реакции [c.13]

Для выяснения возможности регулирования температуры при помощи теплообменников смешения необходимо написать уравнение теплового баланса для процесса теплопередачи. Некоторые возможные варианты нагревателей названного типа с идеальным перемешиванием (а—г) представлены в табл. 7 (см. вклейку). В первой графе приводятся схемы каждого нагревателя, во второй—даны дифференциальные уравнения, описывающие динамику процесса, в третьей—их изображения по Лапласу и в четвертой—структурные схемы, характеризующие тепловой процесс. [c.200]

Производные в приведенных уравнениях не учитывают динамику процесса кипения при выводе уравнений принимается, что пар и раствор постоянно находятся в равновесии. На практике влияние изменения давления чрезвычайно сложно. Возрастание давления вызывает увеличение температуры кипения, что может привести к прекращению кипения и, следовательно, к уменьшению коэффициента теплопередачи, особенно в аппаратах с естественной циркуляцией раствора. Последнее, в свою очередь, вызовет рост давления и температуры кипения в паровой камере выше заданного установившегося значения, а значит, внесет возмущение при подаче греющего пара. [c.248]

Динамику процесса изменения концентрации раствора характеризуют массовая емкость раствора в аппарате и гидравлические сопротивления притоку массы раствора в аппарат и стоку ее из аппарата. Самовыравнивание процесса изменения концентрации раствора в /-м аппарате ВУ непрерывного действия происходит в основном за счет изменения стока массы сухих веществ 8с.в. = наступающего после изменения концентрации раствора Ь . Самовыравниванию процесса изменения концентрации способствует также происходящее после изменения концентрации изменение интенсивности теплопередачи и интенсивности кипения, связанное с изменением температурного перепада и коэффициента теплопередачи за счет изменения температурной депрессии и физических параметров раствора соответственно. Это влияние сказывается в том случае, когда при изменении расхода Др,- вторичного пара количество раствора М,-в аппарате путем изменения притока массы раствора поддерживается постоянным. В результате сравнительно малой скорости изменения концентрации и высокой интенсивности перемешивания раствора пространственная распределенность концентрации сухих веществ в аппаратах и подогревателях В У объемного типа сравнительно мала, и ею можно пренебречь. [c.160]

Для процессов кипения с ненаправленным движением жидкости в настоящее время практически приемлемым является только экспериментальный анализ переходных процессов изменения интенсивности теплопередачи и нагрева, когда учитывается динамика процессов изменения интенсивности перемешивания. [c.168]

Выяснение полной модели реакции открывает путь для детального машинного воспроизведения процесса с тем, чтобы установить влияние всех его параметров на образование и выход побочных продуктов. Это позволяет найти оптимальные условия процесса задолго до того, как выполнен окончательный проект и проведены производственные испытания. Введение в машину данных по динамике реактора и других агрегатов вместе с зависимостями по массо- и теплопередаче поможет искоренить пугало моделирования , которое так долго докучает проектировщикам. [c.24]

Произведенная киносъемка процесса позволила установить динамику роста поверхности и объема пузырька, время, необходимое для полного испарения, пройденный путь, скорость всплывания и диаметр пузырька с точностью до 0,1 мм. На основании этих данных были определены количество тепла, подведенное к пузырьку коэффициенты теплопередачи, отнесенные к полной поверхности пузырька, так как истинную поверхность теплообмена определить довольно сложно даже в интервале изменения паросодержания О <т< 10%. [c.59]

Следовательно, при переходе от лабораторных исследований, начало которым было положено Фростом [16— 19], к крупнотоннажному производству необходимо изучение процесса на пилотных установках при искусственном наложении отдельных осложнений или их комплекса. Углубленное изучение характера протекания реакций при наложении на них гидродинамических, массообменных и теплотехнических осложнений в нефтепереработке носит название исследования прикладной макрокинетики [14]. В лабораториях обычно исследуют истинную кинетику или микрокинетику. Существуют другие названия макрокинетики химико-технологическая кинетика [20], промышленная кинетика [21, 22], динамика промышленных процессов [4], кинетика каталитических реакций с массо- и теплопередачей [23, 24], инженерная химия [22] и просто макрокинетика [25]. [c.139]

Условия нагрева частиц или кусков топлива в топке определяются известными закономерностями теплопередачи с учетом аэродинамических факторов (например, подсоса горячих газов к корню факела, аэродинамики горящего слоя и т. п.). Расчет выгорания коксового остатка с определенными поправками на значения кинетических констант может базироваться на закономерностях горения углерода. Таким образом, одним из нерассмотренных выше вопросов, необходимых для построения теории горения твердых природных топлив, является динамика выделения продуктов термического разложения органической массы топлива в процессе его нагрева. [c.175]

Более важно исследовать процесс, протекающий при переменной температуре окружающей среды, чем процесс, в котором эта температура является постоянной. Последней задачей, подлежащей изучению, является теплопередача в концентрических трубах, для которых возможны различные случаи теплообмена газов и жидкостей в схемах прямо- или противотока. Это исследование будет заключаться в выяснении влияния на динамику теплообмена конвекцией различных физических факторов. [c.217]

При макроскопическом анализе массопередачи не представляется возможным подтвердить допущение о том, что установление скорости процесса требует некоторого времени. При наличии градиента фугитивности, или парциальных давлений, определенная скорость массопередачи в принципе должна устанавливаться мгновенно. Однако вследствие инерции, которой обладают неотделимые от массопередачи процессы перемещения материалов и теплопередачи, установление процесса массопередачи происходит через некоторое время. Следовательно, при изучении массопередачи очень важно выяснить как относительные, так и абсолютные величины постоянных времени процессов перемещения материалов и теплопередачи. Это позволит определить степень их влияния на динамику массопередачи. [c.248]

В самом общем виде теория динамики сорбции должна учитывать следующие основные стороны этого сложного физического явления баланс веществ в процессе их движения и распределения в сорбирующей среде, кинетику и статику сорбции веществ, гидродинамику процесса, зависимость между термодинамическими параметрами состояния среды, баланс тепла и теплопередачу в процессе сорбции в движущейся среде. Характер движения и распределения веществ в сорбирующей среде предопределяется также начальными и граничными условиями процесса. [c.26]

Поэтому при проектировании приборов охлаждения камер холодильников необходимо учитывать все процессы, связанные с осаждением инея, а также выяснять их динамику и влияние на теплопередачу и условия эксплуатации. [c.110]

В самом общем виде теория динамики сорбции должна охватывать следующие основные стороны этого сложного физического явления баланс веществ в процессе их движения и распределения в сорбирующей среде, кинетику и статику сорбции веществ, гидродинамику процесса, зависимость между термодинамическими параметрами состояния среды, баланс тепла и теплопередачу в процессе сорбции в движущейся среде. [c.5]

Исследования процессов, связанных с осаждением инея, их динамика и влияние на теплопередачу, а также метод расчета ребристых воздухоохладителей, учитывающий влаговыделение, приводится в литературе [c.172]

Третья часть состоит из семи глав. В первой из них излагается теория подобия. Одна из глав, вследствие большого значения зависимости между движением жидкости и вынужденной конвекцией, посвящена динамике жидкости. Третья глава, служащая введением в теорию конвекции, посвящена зависимости между коэффициентами теплопередачи и теплоотдачи, влиянию отложений накипи, средней разности температур в теплообменниках при противотоке, прямотоке и перекрестном токе и измерению температур поверхности. Теплоотдача вынужденной и свободной конвекцией составляет содержание четырех последних глав. Здесь рассмотрена теплоотдача при течении жидкостей внутри труб, течении жидкостей снаружи труб, при конденсации и кипении. Приводятся фотографии, иллюстрирующие механизм конвективных токов, и графики распределения скорости и температуры. Для составления расчетных зависимостей, рекомендуемых в различных случаях, опытные данные, полученные многими авторитетными исследователями, нанесены на графики экспериментальные пределы изменения различных факторов сведены в таблицы. Рассмотрены оптимальные условия работы теплообменников даны применительно к процессам передачи тепла методы определения экономической скорости жидкостей в теплообменниках и оптимальной разности температур. [c.13]

Чуклин С. Г. Динамика процессов теплопередачи и влагообмена в камерах хранения холодильников. Сборник трудов ОТИПХП, вып. VI, 1955. [c.463]

Усилия в области проектирования оптимальных ТС и аппаратов направлены на снижение капитальных и эксплуатационных затрат. Снижение капитальных затрат достигается за счет повышения эффективности процесса теплопередачи , уменьшения металлоемкости за счет применения компактных стандартных ТА. Снижение эксплуатационных затрат обеспечивается за счет оптимальности гидродинамического режима, который снижает динамику отложений из-за интенсификации процессов теплоперед 1ЧИ как в трубном, так и в меж-трубном пространстве ТА за счет выбора таких значений массовых [c.10]

Интерес к явлениям за кормой капель, приводящим к продольному перемешиванию сплошной фазы в распылительных колоннах, заметно возрос в последние годы [115—118]. Кехат и Летан [117] получили прекрасное соответствие между экспериментально найденными профилями и теоретическими. Они заключили, что теплопередача определяется динамикой жидкости и что понятия о коэффициентах теплопередачи и высоте единицы переноса неприменимы при расчете процесса теплопередачи в распылительных колоннах. [c.129]

Наряду с расчетом статического режима ХТ Спроводилось исследование динамики системы. Были рассмотрены переходные процессы, возникающие вследствие воздействий управляющих и возмущающих величин, например, изменения температуры охлаждающей воды, условий теплопереноса и т, д. Приведем здесь только переходную характеристику теплообменника, соответствующую скачкообразному изменеиию условий теплопередачи. [c.313]

Процессы нефтепереработки и нефтехимии, намечаемые к крупнотоннажному осуществлению, должны изучаться предварительно на пилотных установках при искусственном наложении на основные реакции отдельных осложнений или их комплекса. Углубленное изучение характера протекания химико-технологических процессов нефтепереработки при наложении на них гидродинамических, массообменных и теплотехнических осложнений в нефтепереработке носит название исследований прикладной макрокинетики, в отличие от истинной неосложненной микрокинетики, исследуемой в лабораториях. Существуют и другие названия прикладной. макрокинетики химико-технологическая кинетика [20], кинетика промышленная [21, 22], динамика промышленных процессов [7], кинетика каталитических реакций с массопередачей и теплопередачей [23, 24], просто макрокинетика [25, 26] и, наконец, математическое описание [12, 27]. Основам теоретической [c.33]

В физической аэродинамике большое внимание уделяется исследованиям неравновесных процессов в течениях газа и плазмы, что связано с задачами авиационной и космической техники, физики высокотемпературной плазмы и т. д. В историческом аспекте для задач газовой динамики наряду с определением макроскопических параметров течения характерным является переход ко все более детальному учету микрохарактеристик потока на молекулярном, атомном и даже ядерном уровнях. Так, для решения задач обтекания при сравнительно небольших температурах достаточно информации о распределении макроскопических величин плотности р, давления р, скорости V и т. д. в поле течения, так что описание всех явлений может быть получено с помош,ью обычных уравнений Навье —Стокса. При переходе к более высоким температурам, например в задачах расчета структуры ударных волн, теплопередачи к поверхностям обтекаемых тел, течений в соплах двигателей и аэродинамических установках и т. д., необходимо учитывать явления, связанные с конечностью скоростей протекания физико-химических процессов возбуждение колебательных степеней свободы молекул, диссоциацию, ионизацию и т. д. Это, в свою очередь, требует детальной информации о микроструктуре течения вероятностях и сечениях элементарных процессов, кинетике физико-химических реакций и т. д. Относящийся сюда класс релаксационных явлений, характеризуемый химической и температурной неравновесностью, исследован в настоящее время достаточно подробно [39]. [c.122]

Учитывая большое разнообразие видов переноса в процессах тепломассообмена (перенос энергии, количества движения, вещества, энергии турбулентных вихрей) и само разнообразие механизмов переноса энергии (электромагнитное излучение, конвекция, теплопроводность, контактная теплопередача), для выработки единых подходов и упрощения построения математических моделей целесообразно применить положения обобщенного термодинамического подхода, в общих чертах сформулированного в работах Б. Н. Петрова [5.31]. Для обьектов с сосредоточенными параметрами развитие этого метода проведено в работах В. Б. Яковлева [5.32]. Применительно к объектам с распределенными параметрами принципы обобщенного термодинамического подхода сформулированы В. Г. Лисиенко [5.22]. При таком подходе удается найти общность в написании основных уравнений для моделей различных видов переноса вещества и энергии, основываясь на известном принципе аналогии. Тем самым существенно облегчается и ускоряется процедура поиска технологии и структуры математических моделей самых различных процессов, и особенно создаются предпосылки для создания одного из самых современных методов расчета процессов тепломассообмена — динамического зонально-узлового метода (ДЗУ-метода), в котором органически сочетается детализированное моделирование в динамике всех видов теплопереноса с синхронным расчетом газодинамики процессов (см. п. 5.5). [c.411]

К настоящему времени разработаны приемы, позволяющие стыковать решения уравнений теплопередачи и газодинамики конечно-разностным методом в рамках крупной сетки (в зональной постановке) для учета процессов радиационного переноса и в рамках мелкой сетки (узлов) для учета процессов кондуктивного переноса и газодинамики. При этом удается учитывать динамику нафева. В целом этот метод, разработанный в УГТУ - УПИ под руководством В. Г. Лисиенко [5.20-5.22], определяется как динамический зонально-узловой метод (ДЗУ-метод) и может в настоящее время являться основой имитационно-оптимизирующих моделей верхнего уровня для проектирования и управления в энерготехнологических афегатах. Этот метод органически объединил воедино преимущества зональных и потоковых методов, наложив на них дополнительные преимущества в виде синхронного моделирования гидродинамики процессов. Для решения конкретных задач могут использоваться отдельные эле- [c.416]

Известный подход к моделированию химических реакционных процессов в псевдоожиженном слое с учетом динамики системы теплоотвода [1] основан на расчете динамики уровня парожидкостной смеси в испарителе при постоянной ее средней плотности (объемном паросодержании). При этом вносится значительная погрешность в расчет количества отводимого тепла как функции массы жидкой фазы в канале испарителя вследствие большой погрешности в определении уровня, а следовательно, и поверхности теплопередачи, особенно в испарительных каналах большой высоты. Например, в реакторах синтеза метилхлорсиланов теплообменники (трубки Филь-да) погружены вертикально в псевдоожиженный слой на всю его глубину — 6—8 м. При такой длине и наружно.м диаметре труб 100—200 мм необходим более точный расчет изменения паросодер-жа1Н1я С1эеды вдоль канала. В предлагаемой математической модели расчет паросодержання вдоль канала проводится с использованием модели дрейфа фаз одномерного двухфазного течения [2]. Так как скорость жидкости в теплооб.меннике мала, режим течения смеси [c.109]

Серия состоит из двенадцати томов, в которых последовательно описываются свойства газов, жидкостей и твердых тел, процессы горения, даются сведения по основам газовой динамики, о ламинарных и турбулентных течениях, о теплопередаче в турбулентных потоках, по теоретическим методам аэродинамики больших скоростей, по аэродинамике частей самолета и самолета в целом, об экспериментальных методах исследования и физических измерениях, по аэродинамике турбин и компрессоров и по проектированию газовых турбип и реактивных двигателей. Так как в дайной книге встречаются многочисленные ссылки на различные тома этой серии, mej приводим здесь их названия. [c.10]