Процессы теплопереноса

Доля теплообменного оборудования в химических производствах достаточно высокая. Например, каждая из ректификационных колонн, как минимум, снабжена двумя теплообменниками конденсатором и кипятильником. Их количество может быть намного больше, если на стадии проектирования принимаются меры по рациональному использованию энергии. Это многоступенчатая конденсация пара, промежуточные холодильники и т. д. От эффективной работы теплообменной аппаратуры существенно зависит степень использования тепловой энергии. Важно не только точно рассчитать теплообменник, но и обеспечить нормальные условия эксплуатации с высокими коэффициентами теплопередачи. Несмотря на простоту конструкции и достаточную изученность процесса теплопереноса, эксплуатация теплообменной аппаратуры в промышленных условиях довольно напряженная. Трудность состоит в обеспечении высоких коэффициентов теплопередачи, что часто покрывается большими запасами по поверхности тепло- [c.377]

Рис. 3.10. Физическая схема (а), диаграмма связи (б) и блок-схема моделирующего алгоритма (в) процесса теплопереноса через стенку противоточного теплообменника

Для массообменных процессов, по аналогии с процессами переноса тепла, принимают, что количество переносимого вещества пропорционально поверхности раздела фаз и движущей силе. Движущая сила характеризуется степенью отклонения системы от состояния динамического равновесия, выражаемой наиболее точно разностью химических потенциалов распределяемого вещества. Диффундирующее в пределах фазы вещество перемещается от точки с большей к точке с меньшей концентра-цией, и в расчетах движущую силу процессов массопереноса выражают приближенно через разность концентраций подобно тому, как в процессах теплопереноса ее выражают разностью температур. Расчетные выражения движущей силы не одинаковы для процессов массоотдачи и массопередачи и будут рассмотрены ниже для каждого из этих процессов. [c.383]

III. Зернистый слой представлен как квазигомогенная среда, допускающая описание процесса теплопереноса в дифференциальных и интегродифференциальных уравнениях, решаемых с учетом граничных условий [17]. Такое представление, на наш взгляд, лучше всего соответствует реальным условиям в зернистом слое, размеры которого достаточно велики по сравнению с размером отдельного зерна. [c.106]

А. Коэффициенты теплоотдачи. Понятие коэффициента теплоотдачи а как коэффициента пропорциональности между тепловыми потоком q и температурным напором ЛТ лежит в основе большинства методов расчета теплообменников. Коэффициент теплоотдачи — всего лишь удобный параметр нри составлении уравнений для расчета. В ряде процессов теплопереноса (таких, как пузырьковое кипение и естественная конвекция) а. зависит от разности температур и поэтому на первый взгляд применяться в этих случаях не может. Тем не менее удобство его использования и отсутствие приемлемых альтернатив, [ю крайней мере, для расчетов без применения ЭВМ приводит к тому, что понятие коэффициента теплоотдачи часто применяется и к этим случаям. [c.4]

IV. 6. Описание процессов теплопереноса в зернистом слое с учетом разницы температур фаз [c.168]

Теплообменник типа смешение—вытеснение . Примем, что структура потока хладоагента в змеевике соответствует идеальному вытеснению. Тогда процесс теплопереноса внутри змеевика можно представить диаграммной сетью модели идеального вытеснения (см. табл. 2.2). [c.156]

При описании процессов теплопереноса в зернистом слое в данной главе так же, как и в подавляющем большинстве исследований других авторов, зернистый слой без источников теплоты рассматривается как квазигомогенная среда, в которой температуры отдельных фаз равны между собой. Такой подход в некоторых случаях может привести к искажению реальной картины процессов переноса, например, при встречном движении потоков теплоты и теплоносителя при нестационарных процессах. [c.168]

В теплообменниках, подогревателях (вообще в процессе теплопереноса между двумя фазами, разделенными перегородкой) появляются твердые отложения (выделения) со стороны протекающей жидкости. Это могут быть отложения солей (из жесткой воды), смолы, ржавчины или других механических загрязнений. Такие отложения приводят к замедлению процесса теплопередачи через стенки, причем отсюда следует, что коэффициент перехода является функцией времени а ( ), ( ) и 7 (1). [c.311]

В контактных реакторах чаще всего процесс проходит в кинетической или внутридиффузионной областях. Учитывая большое влияние температуры на скорость реакции в этих областях, можно считать, что рещающее значение для увеличения масштаба имеет характер процесса теплопереноса. Этот процесс складывается из теплообмена в жидкости (газе) и в зернах катализатора, теплоотдачи на границе фаз и до стенки аппарата, конвекции в потоке реагентов при высоких температурах следует учитывать также теплообмен лучеиспусканием. [c.466]

Рассмотрим, например, надежное расчетное уравнение (VI,33). Оно основывается на предположении, что та же температура которая используется при вычислении скорости реакции, влияет на движущую силу процесса теплопереноса. Было бы справедливо переписать это уравнение для случая, когда существуют значительные радиальные градиенты, следующим образом [c.128]

При фазовых превращениях происходит выделение или поглощение тепла, оказывающее влияние на процесс теплопереноса. Особое значение имеют фазовые превращения, связанные с изменением агрегатного состояния материала, например явления плавления или застывания. [c.33]

Аналогичная задача рассматривалась в гл. 11 при выводе движущей силы процессов теплопереноса. Поэтому по аналогии с теплопереносом можно написать для массопереноса следующее выражение движущей силы процесса Ау в концентрациях фазы Фу (рис. 15-5, а) [c.25]

Как следует из рис. 39, а, в процессе теплопереноса от теплогенератора к поверхности нагрева имеются три звена. В крайних пристеночных звеньях переноса механизм теплоотдачи сводится к теплопроводности пограничного слоя. В среднем слое (в теплоносителе) механизм теплопереноса зависит от передачи импульса, обязанной наличию в среде турбулентных пульсаций. Из теории турбулентности известно, что скорости турбулентных пульсаций О) пропорциональны первой степени осредненной скорости, тогда как толщина пограничного слоя б обратно пропорциональна ее корню квадратному [c.127]

Раздельное изучение каждой составляющей практически невозможно, и поэтому приходится пользоваться двумя виртуальными коэффициентами теплообмена, объединяющими комплекс элементарных процессов теплопереноса коэффициентом теплоотдачи от газовой фазы к частицам или в обратном направлении а , [Вт/ /(м -К)] и коэффициентом теплоотдачи от псевдоожиженного слоя (твердая и газовая фазы) к поверхностям нагрева или охлаждения а , [Вт/(м -К)]. [c.135]

Вопрос о том, значение скольких свойств системы надо указать, чтобы ее состояние было вполне определено, т. е. чтобы все другие ее свойства приняли определенные значения, является очень важным и рассматривается ниже (Правило фаз, разд. 1.6). Сейчас отметим только, что состояние простейшей системы, представляющей собою определенное количество одного вещества в одном агрегатном состоянии, полностью определяется указанием двух свойств при условии, что внешние воздействия сводятся только к процессам теплопереноса и к ра- [c.10]

I. Тепловые, т. е. процессы теплопереноса, которые могут реализовываться или за счет теплопроводности (при непосредственном соприкосновении внешних тел с телами системы), или путем излучения эти действия выражаются количеством теплоты Q, полученной системой от внешних тел во время теплопереноса. [c.11]

Для краткости мы будем в дальнейшем иногда употреблять термин поглощение (выделение) теплоты вместо строгого, но слишком длинного выражения получение телом энергии посредством процессов теплопереноса . [c.26]

Положительной особенностью изложенного метода расчета теплообмена при кипении является введение в анализ скорости роста паровых пузырей, которая в совокупности с режимными параметрами (р, ры , д) отражает специфические условия процесса теплопереноса. [c.90]

В соответствии с развиваемыми представлениями о роли поверхности [8, 91 при обосновании требований к поверхностям парогенераторов необходимо раздельно рассматривать области работы аппаратов, различающиеся режимными параметрами (давление, массовая скорость, возможные тепловые потоки и допускаемые уровни температур), а также по зонам и характеру процессов теплопереноса (пузырьковое или пленочное кипение, вид двухфазного потока, зона перегрева или экономайзерная). Необходимость и целесообразность такого подразделения объясняется прежде всего зависимостью решения уравнения для [c.107]

Уравнение (11.12) называют уравнением теплопроводности плоской стенки при установившемся процессе теплопереноса. В этом уравнении величина А,/5 характеризует тепловую проводимость стенки, а обратная величина (5Д)-термическое сопротивление стенки. [c.269]

Уравнение (11.15) называют уравнением теплопроводности цилиндрической стенки при установившемся процессе теплопереноса. Из этого уравнения следует, что по толщине цилиндрической стенки температура изменяется по криволинейному (логарифмическому) закону. [c.270]

В ЭТОМ случае в несколько раз выше коэффициентов теплоотдачи при пленочной конденсации. Последнее объясняется тем, что и при пленочной конденсации коэффициенты теплоотдачи достаточно высоки, и поэтому стадия переноса теплоты при пленочной конденсации обычно не является лимитирующей в общем процессе теплопереноса, в то время как создание несмачиваемой (гидрофобной) поверхности в теплообменнике (для создания условий капельной конденсации) приводит к удорожанию процесса. Поэтому в теплообменных аппаратах обычно конденсация паров происходит по пленочному механизму. [c.286]

Теплопередача в движущемся слое зернистого материала может обеспечить непрерывность процесса теплопереноса как между потоком дисперсного материала и стенкой аппарата, так и между частицами материала и потоком сплошной фазы, проходящей через движущийся слой. [c.311]

Для снижения тепловых потерь в нагревательных теплообменниках более горячий (охлаждаемый) теплоноситель пропускают по трубам, а в холодильниках - наоборот, что способствует более интенсивному охлаждению за счет потерь теплоты в окружающую среду. Если теплоноситель в процессе теплопереноса может выделять загрязнения, оседающие па теплопередающей поверхности, то такой теплоноситель направляют с той стороны этой поверхности, которую легче чистить. [c.357]

Теплопередающие трубы применяют в тех случаях, когда необходимо с относительно малых площадей теплопередачи снимать большие тепловые нагрузки, для создания систем термостабилизации различных объектов и т.п. При этом следует учитывать, что лимитирующими стадиями процесса теплопереноса в аппаратах с тепловыми трубами обычно являются подвод теплоты к наружной поверхности зоны испарения и отвод теплоты от наружной поверхности зоны конденсации. Кроме того, возможны ограничения применения тепловых труб вследствие высокого термического сопротивления материала фитиля. Поэтому иногда роль фитиля выполняют мелкие продольные канавки различной формы на внутренней стенке тепловой трубы, что существенно усложняет конструкцию этих устройств и увеличивает гидравлическое сопротивление при движении жидкости вдоль канавок. К недостаткам аппаратов на основе тепловых труб следует также отнести тот факт, что значительная часть труб в теплообмене с воспринимающей средой не участвует. [c.358]

На уровне зерна катализатора необходима доработка созданной модели с целью учета существенной нестационарности процесса теплопереноса по радиусу зерна. Важен тщательный анализ динамики выжига кокса, на зерне, особенно в начальный, переходный период. И только на основе такого анализа нужно определить, при каких условиях выжига кокса зерно можно рассматривать изотермичнь , а возможно, и кв 1зи-стационарным по тепловому балансу. [c.97]

Из рис. 2 видно, что существуют два различных режима работы теплообменников. При малых значениях N71/1, например, меньших 0,2, эффективность 1 определяется только процессом теплопереноса тип течения на величину 1 практически не влияет. При высоких значениях ЫТУх, однако, эффективность главным образом зависит от типа течения и только очень слабо — от коэффициента теплопередачи и и площади поверхности теплообмена Л. Это довольно важное обстоятельство необходимо учитывать при выборе типа теплообменника, предназначенного для тех или иных целей. [c.76]

Знание индивидуальных коэффициентов теплоотдачи а позволяет рассчитать суммарный коэффициент и для различных комбинаций индивидуальных процессов теплопереноса. В этом заключается важное преимущество и—а-ме-тода по сравнеь ию с /-методом. Однако и—а-метод может быть также использован только в том случае, когда индивидуальные коэффициенты теплоотдачи не зависят от температуры, те.м 1ературного перепада и площади поверхности теплооб.чена. [c.77]

О. Процессы теплопереноса в ограниченных ка>1алах гр 1 стационарном течении жидкости без выделения тепла за счет вязкой диссипации. Здесь представлены решения уравнений теплопереноса для стационарного неизотермического течения в трубах и щелях при постоянных температуре стенки и тепловом потоке. Предположим, что нагрев при выделении теплоты за счет внутреннего трония не имеет значения, т. е. Оп< 1, так что можно пренебречь последним членом в правой части (21). В дополнение к сказанному выше следует заметить, что так как большинство потоков полимеров является потоками с деформацией ползучести, то мы выбираем Не =--0 кроме того, мы вводим силу тяжести в член уравнения, учитывающий давление, и принимаем где I — длина трубы или щели. Тогда интересующие нас уравнения принимают следующий вид [c.331]

В соответствии с вышеизложенной упрощенной моделью в процессе теплопереноса можно вьщелить следующие характерные частные коэффициенты теплоотдачи. [c.201]

Результирующий эффект зависит от узкого звена в этюй цепи процессов теплопереноса, а теплоотдача в сумме может быть охарактеризована уравнением [c.123]

Под закрытыми системами понимаются такие, в которых отсутствует обмен материальными частицами с внешней средой (системы с постоянными массами). Такая система может обратимо или необратимо взаимодействовать с внешней средой посредством процессов теплопереноса, или совершая работу того или иного вида против внешних сил. Кроме того, внутри такой системы возможно перераспределение вещества между ее частями, например, однородная система может разделиться на две (или больше) сосуществующие фазы. При этом в системе в целом общая масса вещества не изменится. Отдельные фазы такой системы можно рассматривать как системы открытые. К закрытым системам можно применять общие уравнения термодинамики типа (I. П5) или (I. 115а), но в них нужно считать все величины п п1,п2,. .., л ) постоянными, а величины [c.56]

Уравнения, описывающие процесс теплопередачи (общий и по стадиям), приведены в табл. 1.4. Скорость процесса теплопереноса — поток тепла (7х (в ккал ч) — определяется как произведение движущей силы (перепада температур) ДГ (в град), коэффициента теплопередачи [в ккалЦм ч град)] и поверхности Р (в м ) — см. уравнение (1) в табл. 1.4. [c.28]

Процессы теплопереноса. Имеются результаты измерений в случае горизонтальной пористой среды, нагреваемой снизу, для широкого диапазона значений чисел Рзлея при различных используемых жидкостях и пористых материалах. Часть этих данных приведена на рис, 15,4.2, Как отмечается в работе [28], не существует какого-либо общего соотношения, связывающего значения Ыи и Ка, которое успешно описывало бы все возможные комбинации жидкость — твердое тело . Однако для некоторых частных случаев такого рода соотношения все же были получены, Так, для смеси стеклянных шариков диаметром 3—18 мм получена формула [34] [c.383]

Авторы второй группы работ при построении методики расчета истинного паросодержания базируются на уравнении теплового баланса, т. е. исходят из анализа отдельных составляющих процесса теплопереноса от стенки к жидкости, испарения жидкости, конденсации пара в потоке недогретой жидкости. Формулы для расчета степени конденсации пузырьков в потоке даны в работах [6-8, 14-19]. [c.82]

В работе [34] в основу расчета интенсивности теплообмена в условиях пристенного кипения недогретой жидкости положена физическая модель процесса теплопереноса по толщине граничного кипящего слоя. В результате анализа расчетных данных установлено, что при поверхностном кипении в условиях вынужденного течения жидкости охлаждение стенки трубы происходит в специфической форме, связанной с особенностями механизма парообразования и циркуляции жидкости в пристенной зоне. [c.89]

Залетнев А. Ф. Модель процесса теплопереноса при поверхностном кипении жидкости в трубах. — ЖФЖ, 1976, т. 31, № 3, с. 396—401. [c.103]