Теория подобия в теплопередаче

Авторами дается упрощенное толкование теории подобия. Более обстоятельно она изложена в книгах М. В. К и р п и ч е в, Теория подобия, изд. АН СССР, 1953 М. А. Михеев, Основы теплопередачи, Госэнергоиздат, 1956 Г. Г р е б е р, С. Э р к, У. Г р и г у л л ь, Основы учения о теплообмене и др.— Прим. ред. [c.30]

В результате рассмотрения физической сущности теплопередачи от поверхностей в газожидкостном слое с помощью теории подобия и на основе уже имеющихся разработок предложена общая зависимость [362] [c.118]

Тепло - и массообмен в ЦПА. Имеются подробные сведения [42—47] об исследовании в различных моделях ЦПА процессов теплопередачи, абсорбции и десорбции хорошо растворимых газов и пылеулавливания приведены соответствующие расчетные формулы, полученные с применением теории подобия, на основе разработанных ранее принципов моделирования пенных аппаратов [178, 232, 307]. [c.257]

Теплообмен при кипении — это сложный и недостаточно изученный процесс. На основе сочетания данных теоретических и экспериментальных исследований с теорией подобия получены обобщенные критериальные зависимости, позволяющие с достаточной для практических целей точностью рассчитать коэффициент теплоотдачи при кипении ац. Поскольку вопросы теплоотдачи при конденсации пара освещены в предыдущей главе, ограничимся здесь кратким изложением вопросов теплоотдачи при кипении. Анализ отдельных термических сопротивлений теплопередаче в выпарных аппаратах с паровым обогревом показывает, что наибольшее значение имеет термическое сопротивление теплоотдаче при кипении Яг- Характерные особенности процесса теплоотдачи при кипении следующие. [c.197]

Теория подобия оказывается неприменимой к химическим реакторам, так как гидродинамические, тепловые и химические условия подобия не совместны [1]. При изменении масштабов изменяются гидродинамический режим, а также режим процессов массо- и теплопередачи, влияющих на химические превращения. Нельзя обеспечить в большинстве случаев условия, при которых физические факторы оказывают одинаковое влияние на скорость химической реакции в реакторах разного масштаба.. [c.3]

Распределение температур в контактных реакторах зависит от распределения газового потока по сечению и, в случае смешения газов с различными температурами,— от способов их смешения. В аппаратах, включаю-ш,их теплообменные устройства, распределение температур зависит также от условий теплообмена. Расчет реакторов более совершенных конструкций в гидродинамическом и тепловом отношении затрудняется тем, что известные из литературы коэффициенты гидравлического сопротивления и теплопередачи для элементарных участков аппаратов недостаточны, чтобы при проектировании сложных конструкций многослойных и с внутренним теплообменом контактных реакторов можно было определить оптимальные условия движения газовых потоков и теплообмена. Картину движения газов и теплопереноса в аппарате можно получить только в моделях, рассчитанных но правилам моделирования, основанным на теории подобия. [c.272]

Для исследования процессов конвективного теплообмена проведено огромное количество опытов. Путем обработки опытных данных с применением теории подобия получены уравнения и формулы, которыми пользуются в практических расчетах по теплопередаче. [c.307]

Теория подобия в теплопередаче [c.59]

Формула (I, 16), конечно, не решает вопроса о расчете процесса теплопередачи, но просто сводит его к определению коэффициента теплоотдачи. Последний должен быть определен либо из экспериментальных данных и выведенных из них эмпирических формул, либо с помощью методов теории подобия, как будет изложено ниже. [c.29]

Значение коэффициента массоотдачи Р может быть найдено либо аналитическим расчетом, либо анализом экспериментальных данных по диффузии или теплопередаче с применением теории подобия, согласно которой [c.53]

Исследования Давида Альбертовича, относящиеся к основам химической технологии, подытожены в его замечательной монографии. Теплопередача, диффузия, гидродинамика представляют собой разделы классической физики. Монография замечательно сочетает аналитические решения, теорию подобия и полуэмпирический подход к явлениям и процессам различной степени сложности. Широкая научная программа физико-математического подхода к технологии, осуществляемая в настоящее время, во многом использует глубокие идеи и методы, изложенные в этой работе. [c.497]

При протекании гетерогенных каталитических реакций в контактных аппаратах скорость процессов определяется истинной скоростью реакции на поверхности катализатора и скоростью диффузии реагируюш,их веществ к контакту. Точное решение кинетических уравнений было предложено рядом авторов [228, 229]. Приведем наиболее простое решение этих уравнений с использованием теории подобия (подробнее см. Д. А. Франк-Каменецкий Диффузия и теплопередача в химической кинетике . Изд. АН СССР, 1947). [c.128]

При расчете процессов теплопередачи наибольшую трудность представляет определение частных коэффициентов теплоотдачи. Изучение процессов теплопередачи ведется как в теоретическом, так и в экспериментальном направлении. В первом случае задачи решаются математически, во втором — путем непосредственного опыта. Вследствие ограниченности возможностей аналитического решения дифференциальных уравнений в изучении процесса теплоотдачи большое значение приобретает эксперимент. Однако экспериментальное изучение сложных процессов, зависящих от большого числа отдельных факторов, является очень трудной задачей. Одним из средств для решения этой задачи является теория подобия, которая по своему существу является теорией эксперимента. [c.69]

Теоретическое решение приводит к системе уравнений, описывающих очень широкий круг явлений, а опыт дает результат для единичного явления. Поэтому целесообразно применять к вопросам теплопередачи принцип подобия. Теория подобия соединяет теоретический и опытный методы решения задач теплообмена с помощью дифференциальных уравнений и введения понятия подобных явлений. Одно явление выделяется из группы явлений заданием подобных граничных условий. [c.69]

Многие краевые задачи диффузии оказываются настолько сложными, что не удается найти их аналитического решения. Однако здесь часто удается провести качественный анализ проблемы и даже осуществить моделирование, т. е. результаты, полученные для одного случая, распространить на целый класс подобных явлений. Эти задачи рассматривает теория подобия. В настоящее время она широко применяется для описания явлений, связанных с одновременным учетом диффузии (а также теплопередачи) и химических превращений на поверхности катализаторов. [c.62]

Большая часть имеющихся в настоящее время данных, лежащих в основе всех методов расчета процессов переноса вещества, получена именно методом моделирования диффузии теплопередачей. Процессы теплопередачи широко изучались в течение длительного времени, и в этой области накоплен обширный материал, обобщенный методом теории подобия. В литературе по теплопередаче мы можем найти готовые формулы зависимости критериев Нуссельта или Маргулиса от критериев Рейнольдса и Прандтля для любых типичных геометрических условий. Достаточно подставить в эти формулы значение диффузионного критерия Прандтля вместо теплового, чтобы сразу получить основные расчетные формулы для расчета конвективной диффузии. [c.367]

Большую пользу здесь оказала теория подобия, сделавшая возможным получение ряда общих зависимостей без точного аналитического решения задач гидродинамики, теплопередачи и диффузии. [c.375]

В книге изложен материал, составленный применительно к курсу. Процессы и аппараты химической технологии , читаемому в химико-технологических вузах. По сравнению с предыдущим изданием в книгу внесен ряд изменений и дополнений. Значительное место в книге уделено применению теории подобия при изложении ряда глав книги, как-то гидравлика, теплопередача, сорбционные процессы, экстракция и т. д. [c.2]

Теория подобия позволяет установить пределы общности процессов теплопередачи и диффузии и те границы, на которые распространяется аналогия между ними. [c.465]

В предыдущей главе мы указали на существующую аналогию-между процессами теплопередачи и диффузии и указали на те границы, этой аналогии, которые определяются теорией подобия. [c.557]

В главе X была указана существующая аналогия между процессами теплопередачи и диффузии и определены границы этой аналогии в соответствии с теорией подобия. [c.598]

Выбор поверхности конденсаторов путем теоретического расчета поверхности теплообмена по теории подобия с учетом физических констант конденсируемых паров и смешанных с ними инертных газов. Расчет проводят для определенной конструкции конденсатора с заданной поверхностью теплообмена по отдельным небольшим участкам поверхности и отдельным стадиям процесса. Для каждых стадий и участка учитывается изменение состояния и параметров охлаждаемой смеси и охлаждающей среды. После расчета производительности процесса сжижения по каждой отдельной стадии и соответствующим им участкам поверхности теплообмена находят сумму этих частных величин, т. е. производительность, необходимую для сжижения всей массы хлора (метод последовательных приближенных расчетов). При расчетах пользуются аналогией между тепло- и массопередачей, что позволяет применить к массопередаче уравнения и номограммы, выведенные для процесса теплопередачи конвекцией. Этот метод очень сложен и может быть использован только для приближенного расчета размеров конденсатора. [c.66]

Ре. Таким образом, вместо многих факторов, которые оказывают влияние на теплопередачу, применяется только одна переменная величина. Графически можно очень легко изобразить ее при помощи одной кривой, а в логарпф.мичеакой систе.ме координат часто при помощи прямой. Несмотря на то, что можно привести различные возражения против применения данной теории, а следовательно, и вышеприведенных уравнений, оценка результатов экспериментов, полученных в течение последних лет при самых различных условиях, показывает, что фор..мулы теории подобия. могут выразить наблюдающиеся закономерности с достаточной для практических целей точностью. Простота формы делает их более предпочтительными, чем формулы. Прандтля, которыми, несмотря на их лучшее физическое обоснование, также нельзя пользоваться без экспериментального определения их коэффициентов. Конечно, не следует упускать из виду и того факта, что показательная функция вышеприведенного вида [см. уравнение (40)] не представляет истинного изменения функции, а является лишь оптимальным приближением в определенных пределах. Применение метода экстраполяции для существенного расширения этих пределов могло бы также привести к большим ошибкам. Поэтому в по следние годы много труда было затрачено на то, чтобы точно установить, а в необходимых случаях и расширить область применения указанных формул в обоих направлениях. [c.33]

Количественная оценка процессов, протекаюш,их в насадочной колонне, возможна по указанным причинам лишь полуэм-пнрическим путем с помош,ью теории подобия. Чилтон и Кольборн [121 ] ввели для насадочных колонн понятие числа единиц переноса /1д. Оно учитывает тот факт, что в насадочной колонне массо-и теплообмен в отличие от тарельчатой колонны протекают непрерывно в виде бесконечно малых элементарных ступеней разделения. Для теплопередачи движущей силой является разность температур, а для массопередачи — разность парциальных давлений и концентраций распределяемого вещества. Исходя из разности концентраций, соответствующей положению кривой равновесия и рабочей линии, определяют безразмерную величину [59]. [c.141]

Как и при теплопередаче, наиболее целесообразным является метод обобщения экспериментальных данных по массоотдаче на основе теории подобия. Вследствие общности дифференциальных, уравнений конвективной массоотдачи и теплоотдачи основные критерии подобия, характеризующие процессы массообмена, имеют одинаковый вид с критериями подобия процессов теплообмена. [c.44]

Не меньший интерес представляет, по нашему мнению, определение возможностей отвода или подвода тепловой энергии от внешних систем теплоснабжения СЗнагр (1), ибо одно дело определить величину Q aгp, а другое—обеспечить реализацию этой величины теплового потока. В этом случае необходимо рассматривать закономерности теплопередачи, а следовательно, и теплоотдачи. Задача может решаться аналитически — на основе математической модели (2)—(5) — или экспериментально-теоретически — на основе теории подобия и также с использованием этой же математической модели. Если рассматривать такие задачи, как например, течение полимера между двумя цилиндрами (каландрование), то предпочтение необходимо отдать аналитическому решению из-за трудности моделирования процесса. На основе решения математической модели (2)—(5) и с учетом уравне- [c.102]

Теория подобия позволяет установить пределы общности процессов теплопередачи и массопередачи и границы распространения аналогии между ними. Необходимыми условиями подобия процессов теплопередачи и массопередачи являются геометрическое подобие аппаратов, в которых протекают эти процессы, гидравлическое подобие (/ е=1 с1ега) и подобие граничных условий. [c.475]

В таком методе исследования устанавливается подобие явлений (процессов) в объектах разного масштаба, основанное на количественной связи между величинами, характеризующими эти явления. Такими величинами являются геометрические характеристики объекта (форма и размеры) механические, теплофизические и физико-химические свойства рабочей среды (скорость движения, плотность, теплоемкость, вязкость, теплопроводность и др.) параметры процесса (гидравлическое сопротивление, коэффициенты теплопередачи, массообмена и др.). Развитая теория подобия устанавливает между ними определенные отношения, называемыми критериями подобия. Обычно их обозначают начальными буквами имен известных ученых и исследователей (например, Ке — критерий Рейнольдса, Ни - критерий Нус-сельта, Аг — критерий Архимеда). Для характеристики какого-либо явления (теплоотдачи, массопереноса и т.д.) устанавливаются зависимости между критериями подобия - критериальные уравнения. [c.90]

Физическое моделирование химико-технологических процессов основано на теории подобия размерностей. В отличие от подобия физических процессов здесь, наряду с критериальными зависимостями теплопередачи, мас-сопередачи, гидродинамики, нужно учитывать критериальные зависимости химической кинетики. Последнее чрезвычайно усложняет задачу. Причем главная трудность заключается в том, что критерии физического и химического подобия часто оказываются несовместимыми. [c.9]

Расчет теплоотдачи Ь топках является одной йз самых сложных задач теплопередачи, решение которой, несмотря на имеющиеся в этом деле достижения, нельзя считать завершенным. В настоящее время имеетсй два подхода к решению этой задачи. Первый метод заключае5гся в применении теории подобия. Наиболее полно этот метод представлен в работах А. М. Гурвича [67]. Указанный метод и был положен в основу нового проекта расчета котельного агрегата [68]. Во вжором методе расчетное уравнение получается из совместного решения уравнений теплопередачи и теплового баланса топки. [c.357]

Выпускаемое четвертое издание книги Основные процессы и аппараты химической технологии значительно отличается от трех предыдущих. За последние годы исследование многих технологических процессов успешно продвинулосъ вперед благодаря применению принципов теории подобия. При изучении гидравлики, теплопередачи, гидродинамики, тепловых, диффузионных и других процессов теория подобия стала одним из основных методов исследования. Применение теории подобия дает возможность решать такие задачи, к которым обычные методы математического анализа не применимы. [c.3]

Это обстоятельство заставило автора при подготовке 4-го издания ряд глав книги, как-то элементы гидравлики, теплопередача, сорбционт ные процессы, экстракция, перемешивание и др., переработать заново, изложив их с применением теории подобия. [c.3]

По конвективному теплообмену различными исследователями проведено огромное количество опытов. Путем обработки этих опытных . . данных с применением теории подобия получены уравнения и формулы, й которыми и пользуются в практических расчетах по теплопередаче. Ниже во всех формулах нами будут приняты следующие обозна- ] ченйя . а [c.211]

Особенно плодотворно развивалась теплопередача, как наука, после Октябрьской революции.. Акад. М. В. Кирпичевьш и его школой на основе теории подобия была разра1ботана теория моделирования тепловых устройств, сыгравшая огромную роль в исследовании и обобщении процессов,, происходящих в теплообменных аппаратах. Благодаря работам большого коллектива советских ученых (М. Л. Михеев, А. А. Гухман, С. С. Кутателадзе, А. П. Ваничев, В. Н. Тимофеев, Г. А. Поляк и др.) созданы оригинальные методы расчета и экспериментального изучения теплообмена, которые являются наиболее передовыми в мировой науке. [c.238]