Теплопроводность Основные положения

Применяя основные положения теории теплопередачи и гидравлического сопротивления к расчету теплообменников, у которых разность температур теплоносителя и поверхности велика, необходимо принимать во внимание тот факт, что такие физические свойства теплоносителя, как вязкость, теплопроводность и плотность, могут существенно изменяться с температурой. [c.75]

Ниже излагается инженерный метод расчета затопленного турбулентного диффузионного факела. Расчет выполнен в приближении аэродинамической теории факела на основе метода эквивалентной задачи теории теплопроводности. В связи с этим в данном параграфе приведены основные положения этого метода, а также эмпирические данные, необходимые для вычислений. В двух последующих параграфах рассмотрена аэродинамика затопленного и спутного факела конечного размера. Здесь же приведено сопоставление расчета и эксперимента, иллюстрирующее возможности применяемого метода. В 4-4 и 4-5 приведен расчет малоизученных типов турбулентных факелов, образующихся при истечении топлива из прямоугольного сопла или из системы осесимметричных сопл, расположенных равномерно вдоль некоторой окружности. [c.61]

Основным положением, из которого исходят при распространении термодинамики на необратимые процессы, является тот факт, что, согласно известным феноменологическим законам, описывающим явления переноса (теплопроводность, электропроводность, диффузия), связь между потоками тепла, электричества или массы с силами, обусловливающими эти потоки, линейна. В общем соотношение между скоростью течения (поток I) и термодинамическими движущими силами (обозначенными X), ответственными за него, можно описать в виде степенного ряда. Однако экспериментально показано, что в состоянии, близком к равновесному, достаточно учесть член, содержащий первую степень. В этом заключается суть линейного закона Онзагера, устанавливающего, что в термодинамических системах имеет место линейная феноменологическая связь между силой Х , действующей на компонент I, и вызванным этой силой потоком /,. [c.206]

Хотя вывод уравнений моделирования нельзя сделать, не пользуясь некоторыми основными положениями (например, необходимо основываться на законах теплопередачи, уравнениях, характеризующих развивающееся давление, и т. д.), для применения конечных формул не нужно ничего знать о таких физических характеристиках перерабатываемого материала, как коэффициент теплопроводности, коэффициент трения, реологические константы и т. д. Единственное требование состоит в том, чтобы эти неизвестные параметры были одинаковы и у прототипа и у модели. [c.39]

Скорость испарения отдельных растворителей зависит от ряда факторов, из которых основными являются упругость паров растворителя при температуре сушки покрытия, теплоемкость, теплопроводность изделия, положение окрашенной поверхности, движение воздуха относительно изделия и т. п. [c.374]

Основным положением теории теплопроводности является закон Фурье, согласно которому количество тепла, проникающего через элемент изотермической поверхности внутри тела, пропорционально его температурному градиенту. Под температурным градиентом точки понимают изменение температуры, приходящееся на 1 ж в направлении, нормальном изотермической поверхности, проходящей через эту точку. [c.309]

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ УЧЕНИЯ О ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ [c.7]

В данной главе будут рассмотрены основные положения аналитической теории теплопроводности. [c.5]

В основном проблема конструирования гильзового термокомпенсатора сводится к обеспечению такого распределения температур по его оси, чтобы получающееся распределение температурных напряжений в гильзе было приемлемым. Несколько интересных случаев рассмотрено на рис. 7.12. Если основным фактором является теплопроводность по оси гильзы, то температура изменяется линейно с изменением осевого положения, как показано на рис. 7.12, а. Если в основу рассмотрения положены условия теплоотдачи через зазор между трубой и гильзой (что обычно имеет место), то температура гильзы будет изменяться по ее длине экспоненциально (см. рис. 7.12, б). Если основание гильзы имеет утолщение или окружено рубашкой из металла с высокой теплопроводностью, например из меди, то результирующее распределение температур подобно показанному на рис. 7.12, в. [c.148]

Формы проявления кризиса различаются в зависимости от степени заполнения термосифона, т. е. отношением объема жидкой фазы теплоносителя при нормальных условиях к внутреннему объему всего термосифона ее или к объему зоны нагрева е . В общем случае при вертикальном положении двухфазного термосифона возможны два основных режима 1) вся внутренняя поверхность термосифона покрыта пленкой жидкости 2) в испарителе имеется некоторый уровень жидкости, а остальная поверхность термосифона покрыта пленкой жидкости. При работе термосифона в первом режиме его предельный тепловой поток будет несколько выше для коротких термосифонов (Ь < 0,5), чем во втором. Однако из-за сложности поддержания такого режима в практике следует применять второй, более надежный режим. В первом режиме при критической тепловой нагрузке возможно высыхание пленки жидкости в нижней части вследствие ее нехватки. Во втором режиме сухое пятно на стенке может появиться в любом месте по длине испарителя. Термосифоны — теплопередающие устройства, обладающие высокой теплопроводностью. Однако существуют ограничения, определяющие максимальную, переносимую тепловую мощность трубой (ограничения по радиальному тепловому потоку в зоне подвода теплоты и различные ограничения, связанные с взаимодействием потоков жидкости и пара — ограничения вследствие уноса капель и звуковой предел). Они вытекают из существующего или скоростного предела циркуляции рабочей жидкости теплоносителя. [c.250]

В книге описаны основные методы экспериментального определения коэффициента теплопроводности газов и жидкостей, теории, положенные в основу рассмотренных методов, вносимые поправки и возможные ошибки при измерениях. Приведены наиболее точные данные по теплопроводности газов, жидкостей и их смесей для широких пределов температур и давлений. [c.4]

Рассмотрим основные принципы, положенные в основу этого метода измерения коэффициентов теплопроводности жидкостей и газов. [c.18]

Основная задача конвективного теплообмена довольно сложная, и решение ее зависит от нескольких переменных. Детально она будет рассматриваться в последующих главах. Однако между общей проблемой конвекции н чистой теплопроводностью имеется много общего, о чем говорилось в гл. 1 , в связи с формулировкой закона охлаждения Ньютона. Мы используем это положение о важности конвективного теплообмена, чтобы установить граничные условия для тех задач, которые будут рассмотрены в этой главе. [c.61]

Положение усложняется еще и тем, что во многих случаях образовавшиеся при потере растворителя (воды) твердые частицы не соответствуют по составу взятой соли. В результате гидролиза или пиролиза при нагревании образовавшегося кристаллогидрата соли получаются основные соли или окислы. В случае легко восстанавливающихся соединений металла возможно также получение соединения, где металл проявляет меньшую валентность, или даже свободного металла. Ввиду кратковременности нахождения частицы в зоне пламени приобретает значение и ее теплопроводность. [c.35]

Так как заметные величины повышения температуры можно получить в отдельных зернах катализатора, то целесообразно было бы рассмотреть в общих чертах те эффекты, которые возникают при регенерации неподвижного слоя катализатора. Часто наблюдалось, что фактическое сгорание кокса во время регенерации в неподвижном слое ограничено довольно узкой реакционной зоной, которая проходит через слой и приводит к волне повышения температуры. Нагрев при регенерации газа, идущего на сжигание, в то время когда он проходит через ту часть слоя, из которой кокс уже выгорел, приводит к появлению перелома температурного профиля, существующего все время, пока этот профиль движется через слой. Таким образом, достигаемые при этом температуры могут значительно превысить температуры, возникающие только в отдельном зерне. Во мно-гих случаях расчетные характеристики реактора, в котором протекают как основная реакция, так и регенерация, определяются в основном регенерацией, при которой возможно появление критических режимов. Важным предметом рассмотрения в системах с четким движущимся фронтом является относительное положение фактической реакционной зоны и температурного фронта. Благодаря собственным свойствам слоя катализатора (включая эффективную теплопроводность слоя и различные процессы теплопереноса у стенки реактора) реакционная зона и температурный фронт не обязательно должны двигаться одновременно это может иметь важные следствия как при проведении самого процесса, так и при проектировании. [c.232]

Подобно индивидуальным жидкостям в жидких растворах тепловое движение частиц состоит в основном из колебаний около временных положений равновесия в комплексах и скачкообразных перемещений из одного комплекса в соседний. Это скачкообразное перемещение частиц и сближает жидкие растворы с газовыми растворами — физическими смесями. Эта особенность растворов обусловливает диффузию, благодаря которой создается и поддерживается одинаковая концентрация растворенного вещества во всем объеме раствора. Обычно растворенное вещество распределяется в жидком растворе почти так же легко, как в газе. Постоянное перемещение частиц определяет и такие свойства жидкого раствора, как вязкость, текучесть, теплопроводность, электропроводность и др. [c.152]

Медь, как известно, обладает весьма высокой теплопроводностью, вследствие чего сварка ее на переменном токе несколько затруднительна. При сварке на постоянном токе тепловая энергия выделяется на полюсах неравномерно. На аноде выделяется значительно больше тепла, чем на катоде. Поэтому при сварке постоянным током на прямой полярности (+ на изделие, —на электрод) электрод Оказывается в выгодном положении в смысле возможности увеличения плотности тока без излишнего перегрева электрода. Большая часть тепло вой энергии выделяется на изделии в зоне шва и, несмотря на теплопроводность меди, соединение быстро нагревается дугой до температуры оплавления кромок основного металла и присадочного прутка. Этому особенно содействует защитная атмосфера гелия, ибо, как уже указывалось выше, при той же силе сварочного тока в среде гелия выделяется почти вдвое больше тепловой энергии. [c.92]

После засыпки шихты при неподвижном положении печи основное количество тепла передается через наружную поверхность материала. Количество тепла, передаваемого за счет теплопроводности от футеровки через поверхность соприкосновения шихты с футеровкой, ввиду остывания последней постепенно уменьшается. В это же время передача тепла внутри материала происходит теплопроводностью от более нагретых частиц (в основном от частиц на наружной поверхности) к более холодным, находящимся внутри слоя. [c.32]

Горелки ИГК, применяемые в контактных аппаратах и эжектирующие — 100% необходимого для горения воздуха, создают кинетический характер горения, который определяется в основном энергией активации горючей смеси, концентрацией реагирующих веществ, коэффициентами теплопроводности и температуропроводности. Кинетический характер горения обеспечивает наибольшие скорости сжигания горючих смесей, но в то же время он характеризуется малой устойчивостью. Поэтому при сжигании газа таким способом необходимо применять приемы искусственной стабилизации фронта горения. Иначе говоря, в практических условиях следует добиться такого положения, чтобы при возможных колебаниях тепловой нагрузки горелки отсутствовали такие нежелательные явления, как проскок пламени к соплу и отрыв его от выходного отверстия. [c.54]

Исходя из анализа, проведенного Варгафтиком, можно сделать вывод, что пользоваться методом ламинарного режима, разработанным Грэтцем, Шумиловым и Яблонским, для экспериментального определения коэффициента теплопроводности не следует ввиду необоснованности основных положений, принятых при выводе основного уравнения. [c.29]

Равновесная температура внещних стенок канала, омываемых дозвуковым потоком, практически совпадает с температурой торможения. В случае выполнения стенок канала из теплопроводного материала происходит переток теплоты от одного потока к другому. При этом направление теплового потока определяется значением критерия Рг. При Рг < 1 тепловой поток направлен от дозвукового потока к сверхзвуковому. Следствием этого является охлаждение дозвукового и нагрев сверхзвукового потока. При Рг > 1 будет иметь место противоположная ситуация, а при Рг = 1 энергообмена между потоками за счет теплопроводности стенки их разделяющей не происходит. Однако в случае выполнения стенок канала газопроницаемыми эффект энергетического разделения потока может иметь место и для значений критерия Рг = 1. Основные положения газодинамического метода энергоразделения газового потока, а также оценки термодинамических характеристик трубы А.И. Леонтьева освещены в работах [43,49]. [c.20]

Изложены основные положения учения о теплопроводности конвективном теплообмене, теплообмене при фазовых и химических превращениях и теплообмене излучением. Приведены сведения о тепловом и гидравлических расчетах теплообмеи-пых аппаратов. Предыдущее, третье издание книги вышло в 1975 году. Материал четвертого издания частично обновлен с учетом новейщих исследований в области теплопередачи. [c.295]

Изложены основы теории и мечоды расчета процессов теплопроводности в твердых телах, конвективного теплообмена в однофазной среде, теплообмена при конденсации и кипении, теплообмена излучением между телами, разделенными прозрачной или поглощающей и излучающей средой. Рассмотрены теоретические основы совместных процессов массо- и теплообмена применительно к задачам теплоэнергетики, в том числе и промышленной. Приведены основные положения теплогидравлического расчета теплообменных аппаратов. [c.2]

На положение границы области теплового воспламенения основное влияние оказывают гидродинамические свойства аппаратов и теплопроводность реагирующей массы. Угроза теплового воспламенения (взрыва) постоянно имеется в несовершенных аппаратах, в которых возможны застои реагирующей массы. Опасность теплового воспламенения может возникнуть и в совершенных аппаратах в случае гфекращения перемешивания или другого нарушения режима процесса. Особого внимания в этом отношении требуют процессы, протекающие в системах с низкой теплопроводностью в газах высокого давления, в вязких растворах, в эмульсиях с преимущественным содержанием органического вещества, в органических суспензиях и других подобных средах. [c.186]

Основные недостатки установки Бейтса заключались в следующем отсутствовал контроль за температурным полем в сечениях исследуемой жидкости, кроме центрального поток тепла измерялся только при помощи водяного калориметра, без сведения баланса по нагревателю отсутствовал компенсирующий нагреватель над основным нагревателем установки. Расстояние между спаями термопар не могло быть определено достаточно точно. Прн толщине спая до 0,8 мм (ориентировочно) его положение по высоте не могло быть определено с точностью, большей, чем 0,3—0,4 мм, что при среднем расстоянии между термопарами 6,35 мм могло приводить к ошибкам в определении перепада температур в слое до 12%. Сходимость значений теплопроводности воды по данным Бейтса со значениями Тимрота и Варгафтика (в пределах точности измерений) не могут служить критерием правильности значений теплопроводности веществ, имеющих значительно меньшие численные значения теплопроводности, чем у воды. Исходя из этого, есгь достаточные основания подвергнуть сомнению правильность значений коэффициента теплопроводности веществ и растворов, полученных Бейтсом на указанной установке, особенно когда значения теплопроводности значительно меньше значений теплопроводности воды. [c.333]

Как следует из детального анализа процесса перемешивания и горения, в турбулентном пламени в следе на некотором расстоянии от стабилизатора могут оказаться небольшие количества избыточного кислорода или горючего, если состав смеси в основном потоке является бедным или богатым соответственно. Эти реагирующие вещества в следе вступают в реакцию и увеличивают скорость тепловыделения в критическом объеме зажигания. Следовательно, горячий циркулирующий вихрь, протекая над соответствующей поверхностью стабилизатора, доставляет стабилизатору тепло. Это тепло теплопроводностью передается в верхнюю часть стабилизатора и нагревает слой предварительно перемешанной смеси, которая, перемещаясь по дуге в 80° от передней критической точки до точки отрыва, участвует в процессе формирования пограничного слоя. В результате образуется тепловой пограничный слой, который после отрыва образует с динамическим пограничным слоем соответствующую комбинацию свободных теплового и динамического слоев. На фиг. 6, а и б приводятся шлирен-фотографии градиента плотности в тепловом свободном слое, которые показывают, что положение слоя, начиная от точки отрыва, не зависит от присутствия пламени. Однако при горении отмечается небольшое утолщение шлирен-изображения в области светящейся вершины пламени. Мы полагаем, что наблюдаемый в более широкой области градиент плотности или тепловой градиент является следствием локального термически ускоренного процесса перемешивания и скорости переноса тепла в треугольной зоне перемешивания, заполненной мелкими вихрями. Как указывалось выше, мы считаем, что эта переходная зона является областью высокой проводимости, посредством которой горючие реагенты, имеющие среднюю температуру пограничного слоя, вырываются из этого [c.238]

Наиболее тщательно было изучено термическое разложение группы каменных углей, для которых характерен выход летучих в пределах 15—40% и содержание углерода 80—90%. Особенностью этих углей является способность образовывать при термическом разложении прочный спекшийся или сплавленный кокс, а в зоне температур 400—480 С находиться в своеобразном пластическом состоянии . Именно эти угли служат основным сырьем для наиболее распространенного в настоящее время процесса термической переработки углей — высокотемпературного коксования. Эти, так называемые коксующиеся угли по физическим характеристикам занимают особое положение в генетическом ряду углей. В ряду углей, различающихся содержанием углерода, их отличают минимальные значения коэффициентов теплопроводности, действительной плотности, удельной абсорбции поБерхностно-активных веществ из раствора и в то же время способность давать максимальный выход экстракта при высокотемпературной экстракции. В соответствующих генетических рядах они относительно обеднены кислородом и отличаются большим содержанием водорода, связанного с углеродом. [c.142]

Это положение, принятое при построении теории распространения пламени распада озона (см. стр. 178), в дальнейшем было подвергнуто ра-дЕшальному пересмотру, и те же авторы пришли к заключению, что диффузионное перемешивание свежего газа с продуктами сгорания происходит со значительно меньшей скоростью, чем перенос тепла теплопроводностью, так что повышепие энтальпии в результате нагрева смеси значи-Te.ibiio превышает ее уменьшеиие в результате разбавления свежей смеси продуктами сгорания. Авторы даже считают возможным в качестве хорошего приближения вообще пренебрегать диффузионным членом в основном уравнении [149, стр. 346, 417]. В итоге энтальпия в пламени остается постоянной только для исходного и конечного состояний, а в промежуточной зоне подогрева создается горб энтальпии. Наличие такого барьера энергии авторы считают по существу необходимым для распространения пламени и особенно для теплового механи.эма зажигания горючей смесп(гм. 15). [c.182]

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]

Чтобы понять основное уравнение диффузии (3.1.1), которое является также определением коэффициента диффузии, необходимо разъяснить, к чему относится поток массы, т. е. определить положение плоскости поперечного сечения, перенос вещества через единицу которого считается потоком. В случае рассмотрения основного уравнения теплопроводности или электропроводности, формально аналогичного уравнению диффузии, так же, как и для диффузии в ненабухающих твердых телах, неизменное в течение всего процесса положение системы координат можно легко и точно определить. Однако для диффузии в жидких смесях и растворах это не так просто. В жидкостях изменение концентрации в результате диффузии приводит к изменениям плотности и объема. Следовательно, неподвижная плоскость, по отношению к которой фиксируется система координат и которая расположена в сосуде, содержащем жидкость (плоскость, которую можно было бы считать начальной плоскостью диффузии), обычно не может считаться плоскостью отсчета, характеризуемой постоянными физическими параметрами. Систему координат для потока массы можно определить различными способами. По существу эти возможности относятся к разным определениям коэффициента диффузии, и поэтому численные значения коэффициента диффузии, установленные для разных систем координат, также различны, хотя различия обычно малы. [c.177]

Основным инструментом является кольцевая печь, представляющая собой массивный цилиндрический блок высотой 35 мм и д аметром 55 мм, выполненный из алюминия или какого-либо сплава, обладающего большой теплопроводностью (рис. 14,а). По центру блока проходит сквозное отверстие диаметром 22 мм. Внутри блока вмонтирована электроспираль, изолированная от стенок асбестом, которая позволяет производить равномерный нагрев до поверхностной температуры 105—110° С напряжением 28 В и мощностью 20 Вт, получаемыми от сети переменного тока 127—220 В с понижением через реостат или автотрансформатор. Блок помещается в углубление металлической илиты, изолированной от нагрева пластмассовой прокладкой. Плита имеет сквозное отверстие одного размера с отверстием цилиндрического нагревательного блока. Металлическая плита-основание опирается на три ножки, которые монтируются на деревянной или пластмассовой подставке. На подставке устанавливаются электролампа для подсветки отверстия печи с целью контроля проведения эксперимента и тумблер выключателя. К металлической плите-основанию крепится штатив с капиллярной пипеткой, вставленной в стеклянную трубочку, положение которой фиксируется специальными прижимными винтами.. Длина стеклянной трубочки-футляра 60 мм. Стеклянная трубоч- [c.91]

Таким образом, основная причина нагрева шихты в электротермических печах — ее теплопроводность. Этим электропечи принципиально отличаются от шахтных печей с п аменным обогревом, таких, как доменные, известково-обжигательные и т. п. Температура отходящих газов определяется двумя параметрами — теплопроводностью шихты и высотой / зоны. На рис. IV. 2 представлен характер изменения температуры газа и шихты при различных условиях. Увеличение теплопроводности шихты приведет к повышению положения кривой 2 это неизбежно смещает точку fк вправо. Для сохранения прежнего значения температуры газа необходимо снизить расход его, т. е. уменьшить мощность печи. [c.63]

Уравнение (3) для определения коэффициента теплоперадачи было получено в предположении [25], что сопротивление теплообмену между кипянщм слоем и окружающей его стенкой определяется в основном поверхностным слоем, прилегающем к стенке. Такого рода явления наблюдаются в однофазном потоке [6]. Было сделано предположение [25], что толщина поверхностной пленки зависит от кинематической вязкости газа и вертикальной составляющей скорости частиц. Хотя отдельные положения Лева и его соавторов вызывают сомнение [16], общий подход к определению зависимости коэффициента теплопередачи при помощи уравнения (3) является шагом вперед с точки зрения полного учета влияния всех переменных. В рассмотрение введены теплопроводность и плотность газа, которые не учитывались в уравнении (2). [c.31]