Коэффициенты теплопроводности, теплообмена и теплопередачи

При известных значениях коэффициента теплопроводности материала стенки теплообменного элемента и его толщины б рассчитывают коэффициент теплопередачи /с,, от слоя к хладагенту через стенку теплообменника [c.264]

Для вычисления коэффициента теплопередачи или термического сопротивления плоской стенки необходимо определить коэффициенты теплоотдачи и теплопроводности. В табл. 57 и 58 приведены коэффициенты теплопроводности некоторых металлов, а также осадков и загрязнений теплообменных холодильных аппаратов. [c.311]

При исследовании переноса тепла в зернистом слое можно пользоваться как коэффициентом теплопередачи, так и эффективным коэффициентом теплопроводности слоя. В первом случае теплообмен определяется разностью температур между потоком и стенкой, являющейся границей слоя. [c.57]

Уравнения материального и теплового баланса с эмпирическими коэффициентами массо- и теплопередачи повсеместно применяются при расчете гетерогенно-каталитических процессов, скорость которых лимитируется диффузией реагентов к поверхности частицы катализатора и теплообменом между потоком и активной поверхностью. Строго говоря, использование эффективных коэффициентов обосновано только когда поверхность катализатора равнодоступна (см. п. 2). Более тонкие эффекты могут определяться явлениями термодиффузии и диффузионной теплопроводности, возникающими при наложении и взаимном влиянии процессов тепло- и массопереноса, а также изменением физических свойств пограничного слоя, а следовательно и значений коэффициентов диффузии и температуропроводности в результате химических превращений. Ошибка, допускаемая в результате пренебрежения этими явлениями, в условиях большинства химических реакций мала. В некоторых процессах значительную роль играет так называемый стефановский поток, возникающий вследствие неравной скорости диффузии исходных веществ и продуктов реакции или изменения объема в ходе химических превращений. Влияние стефановского потока на скорость химической реакции рассматривается в п. 2. [c.116]

Высокие коэффициенты теплопроводности и теплоотдачи являются положительными качествами холодильных агентов, так как это улучшает работу теплообменных аппаратов (испарителя и конденсатора), повышая интенсивность теплопередачи. [c.37]

Очистка теплообменных аппаратов. При использовании теплоносителей, выделяющих осадки и оказывающих коррозионное действие на аппаратуру, поверхность теплообмена покрывается слоем Загрязнений, обладающих низкой теплопроводностью, что снижает коэффициент теплопередачи. Очистку аппаратов от загрязнений производят периодически. Продолжительность работы между очистками зависит от допускаемой степени загрязнения и от скорости загрязнения поверхности теплообмена и может колебаться от нескольких дней до нескольких месяцев (и более). [c.440]

Примечание. В формулах приняты следующие обозначения а— коэффициент температуропроводности, м-/ч -Х—коэффициент теплопроводности, Вт/Чм- С) ср-тепло-емкость газа при постоянном давлении, Дж/(кг °С) —средняя движущая сила теплопередачи, °С ДС—движущая спла массопередачи, выраженная в единицах концентрации (кг м , моль/м ) О—количество перенесенной массы, кг р — количество перенесенной теплоты, Дж Г—межфазная поверхность, эквивалентная поверхности теплообмена, м= т—время работы аппарата, с, ч р—плотность, кг/м" О—коэффициент молекулярной диффузии, м/с —общий коэффициент теплоцередачи, Вт/(м °С) а — частный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м - С) гОр—линейная скорость потока, м/с I — характерный линейный размер, м —кинематический коэффициент вязкости газа, м с К—общий коэффициент массопередачи, кг/(м- ч) б—коэффициент массопередачи, м/ч [прп теплообмене—кг/(м ч)] —инерционно-вязкостный критерий (видоизмененный критерий Рейнольдса для газа). [c.90]

Значения коэффициента теплопроводности указанных загрязнений во много раз ниже коэффициента теплопроводности стальной стенки аппарата (А, 50 Вт/(м-К), поэтому термическое сопротивление стенки заметно увеличивается при наличии на ней даже тонкого слоя загрязнений. Увеличение термического сопротивления стенки из-за загрязнений, имеющихся на ней, существенно ухудшает теплопередачу интенсивных теплообменных аппаратов, таких как конденсаторы с водяным охлаждением, испарители для охлаждения жидкостей, льдогенераторы и т. п. Поверхности теплообменных аппаратов следует периодически очищать от загрязнений, а в некоторых случаях вести непрерывную фильтрацию протекающей жидкой среды. [c.534]

Значения коэффициента теплопроводности указанных загрязнений во много раз ниже коэффициента теплопроводности стальной стенки аппарата [Я, 50 Вт/(м-К)], поэтому термическое сопротивление стенки заметно увеличивается при наличии на ней даже тонкого слоя загрязнений. Увеличение термического сопротивления стенки из-за загрязнений, имеющихся на ней, существенно ухудшает теплопередачу интенсивных теплообменных аппаратов (конденсаторы с водяным охлаждением, испарители для охлаждения жидкостей, льдогенераторы и т. д.). [c.62]

Коэффициенты теплоотдачи. При низких коэффициентах теплоотдачи приходится увеличивать поверхность теплопередачи, что делает теплообменные аппараты дорогими и громоздкими, С увеличением теплопроводности, плотности, теплоемкости и с уменьшением вязкости хладагентов коэффициент теплоотдачи а, Вт/(м -К), увеличивается (при одинаковой скорости). [c.30]

Если по трубе выходит в атмосферу пар, образовавшийся при испарении низкотемпературной жидкости, то приток тепла по этой трубе к жидкости заметно снижается. Это относится, в частности, к горловине сосудов Дьюара. Теплопередача по трубе, через которую выходит пар, может быть рассчитана при двух допущениях 1) между паром и стенкой трубы имеет место идеальный теплообмен, их температуры равны между собой в любом сечении 2) коэффициент теплопроводности материала трубы линейно зависит от температуры. [c.395]

При охлаждении в теплообменной аппаратуре горячей воды холодной коэффициент теплоотдачи от горячей поверхности к углеграфитовому материалу имеет тот же порядок величин, что и ог его внутренней поверхности к холодной воде — 520— 1400 Вт/(м -К). При использовании в качестве теплоносителя водяного пара коэффициент теплоотдачи от пара к углеграфитовой стенке в несколько раз больше, чем в предыдущем случае, и составляет (в зависимости от скорости пара) 2800—10500 Вт/(м--К). Высокие значения коэффициента теплоотдачи от теплоносителей к стенке углеграфита и его теплопроводности обеспечивают коэффициенты теплопередачи в углеграфитовых теплообменниках от 1400 до 11700 Вт/(м2.К). [c.104]

Общий коэффициент теплопередачи, как известно, находится в прямой зависимости от теплопроводности материала и в обратной зависимости от толщины стенки теплообменных элементов. Однако во многих случаях из-за высоких давлений тепло-обменные элементы вынуждены изготавливать толстостенными многослойными из материалов с низкой теплопроводностью , что в значительной мере усложняет конструкцию и иногда приводит к ошибочным решениям и авариям. Это особенно важно учитывать при разработке и эксплуатации теплообменных элементов, работающих в коррозионных средах. Большинство неметаллических материалов, применяемых для антикоррозионных покрытий поверхностей теплопередачи, обладают весьма низкой теплопроводностью. Сравнительно незначительные изменения толщины антикоррозионного слоя, нанесенного на металлическую поверхность, вызывают резкое снижение общего коэффициента теплопередачи и могут быть причиной опасных нарушений технологического режима. Вместе с тем, неудовлетворительная антикоррозионная защита теплообменной поверхности может приводить к преждевременному разрушению теплообменных элементов и опасным последствиям, связанным с образованием взрывоопасных сред. [c.182]

Значение этого коэффициента показывает, насколько легко тепло может передаваться из одной среды в другую в данном теплообменнике. А это в свою очередь зависит от препятствующего теплообмену сопротивления, создаваемого средами и материалом поверхностей теплообмена. Полное сопротивление (величина, обратная общему коэффициенту теплопередачи или теплопроводности) равно [c.172]

Величина Яэка = где б — толщина прослойки жидкости (газа), заключенной между двумя стенками К — коэффициент теплопередачи через стенки и прослойку между ними. Отношение к обычному коэффициенту теплопроводности А, отражает влияние конвекции на теплообмен и носит название коэффициента конвекции вц. Таким образом, причем при Ог- Рг <3 10 коэффициент = 1, а при Ог. Рг > [c.287]

При изучении теплопередачи развитых поверхностей в большинстве случаев удобно раздельно рассматривать перенос тепла тепловровод-ностью внутри ребра и теплообмен с окружающей средой на поверхности. Обычно это конвективный или лучистый теплообмен либо оба вида теплообмена, действующие совместно. Могут быть и другие случаи. Например, если на полое ребро из материала с низким коэффициентом теплопроводности с одной стороны падает лучистый тепловой поток от источника с высокой температурой, при анализе необходимо наряду с теплопроводностью учитывать внутренний лучистый теплообмен. [c.14]

Основным показателем, характеризующим работу испарителей, является коэффициент теплопередачи, который характеризует величину теплового потока, передаваемого через 1 м теплообменной поверхности при температурном напоре в 1 °С. Величина коэффициента теплопередачи зависит от многих факторов от теплофизических свойств теплооб-менивающихся веществ коэффициента теплопроводности материала [c.105]

Теплопередача в аппаратах с мешалкой. Конструктивно теплообменные элементы могут быть выполнены в виде рубашки или змеевика. Теплоотдача от рубашек к среде р.чссчитывается по уравнению Nu = 0,4 ргО.зз а в случае змеевика Ыи = 1,01 Ке -( х/цст) - Здесь Ыи = а01Х Яе — пс1-/ -, Рг = ЦСр/Х а — коэффициент теплоотдачи X — коэффициент теплопроводности V, 1 — кинематическая и динамическая вязкость жидкости Ср — удельная теплоемкость —динамическая вязкость жидкости при температуре стенки. [c.33]

Особенности теплового расчета углефа-фитовой теплообменной аппаратуры, а также справочные данные по коэффициентам линейного расширения, теплопроводности и теплопередачи для различных марок фафита приведены в монофафиях [18, 23]. Расчет основных элементов теплообменников на прочность производят по ГОСТ 14249. При этом нужно учитывать, что модуль упругости фафитовых материалов примерно на два порядка ниже, чем для углеродистых сталей, а временное сопротивление меньше в 30 раз. [c.392]

При расчете воздушных прослоек между двумя поверхностями наличие конвекции увеличивает теплопередачу по сравнению с теплопередачей теплопроводностью через воздух. При расчете таких прослоек их принято тем не менее считать на теплопроводность, но увеличивать коэффициент теплопроводности по сравнению с действительным на величину ф = где — теплопроводность, учитывающая конвекцию, а — теплопроводность неподвижного воздуха, Об за-ботка опытных данных по теплообмену в различных прослойках позволила Крауссольду предложить для них следующие критериальные уравнения [c.43]

В теплопередаче существенное значение имеют загрязнения и осадки, образующиеся в процессе эксплуатации теплообменных аппаратов. В расчетах можно принимать следующие значения коэффициентов теплопроводности осадков и загрязнений (ккал1м час °С) [c.136]

Закон теплопроводности для жидкостей и газов такой же как и для твердых тел, только значения к в этом случае сравнительно малы. Так, например, при комнатной температуре значение й (ккал1час-м °С) составляет для неподвижной воды0,506, а для подвижного воздуха — 0,022, в то время как для меди к = = 330, а для 01Гнеупорного кирпича к = I. Коэффициенты теплопроводности расплавленных металлов [18] и растворов солей значительно выше, чем воды. В большинстве промышленных теплообменников, работающих с принудительной конвекцией жидкостей, теплопередача конвекцией существенно превышает передачу тепла теплопроводностью, следовательно, такие задачи не могут быть решены только при помощи таблиц теплопроводности жидкостей. Конвективный теплообмен рассмотрен в последующих главах. Однако при ламинарном течении вязких масел в трубах действие конвекции невелико и теплопроводность в этом случае играет основную роль. Через прозрачные газы, такие, как воздух, тепло может передаваться теплопроводностью, конвекцией и излучением. [c.47]

В контактных аппаратах с неподвижным катализатором Нельзя применять водяные холодильники, так как вследствие весьма низкой теплопроводности пористых гранул ванадиевого катализатора [порядка 0,57 ккал м-град -ч) у теплообменных поверхностей происходит резкое-падение температуры ниже температуры зажигания катализатора. Кроме того, на холодных поверхностях теплообменных труб может конденсироваться серная кислота, что вызывает быструю их коррозию и порчу контактной массы, находящейся в зоне теплообменников. Эффективная теплопроводность кипящего с лоя достигает 15 ООО ккал/(д1 грй 9.ч) [181, а коэффициенты теплоотдачи столь велики [16, 19], что становится возможным применение водяных холодильников (см. главу IV). При этом не происходит конденсации серной кислоты на холодных поверхностях, омываемых кипящим слоем при снижении температуры до 390° С, т. е. ниже рабочих температур катализа [20]. Теплопередача от кипящего слоя к воде, протекающей в трубах водяного холодильника, происходит много интенсивнее, чем в газовых теплообменниках, которые устанавливают между слоями аппаратов с неподвижным катализатором коэффициент теплопередачи возрастает в среднем в 15 раз. Движущая сила процесса теплопередачи Ai (разность температур) также увеличивается примерно в 2 райа. Таким образом, площадь теплообмена Р, вычисляемая по формуле [c.144]

Основное влияние на эффективность теплообмена в СВ (см. таблицу) при охлаждении как коксового газа, так и воздуха оказьшает скорость газа. Оценивая влияние на теплообмен физических свойств газа, заметим, что абсолютные значения объемных коэффициентов теплопередачи на коксовом газе выше, чем на воздухе. Это можно объяснить преоблад щим влиянием различной теплопроводности и вязкости газов. Теплопроводность коксового газа в семь раз вьппе, а вязкость вдвое меньше, чем у воздуха. Поэтому при менее интенсивной гидродинамической обстановке в аппарате, работающем на коксовом газе, эффективность теплообмена выше. [c.8]

Помимо конвекции, теплопередача в слое происходит по двум путям—теплопроводностью и излучением между нагретыми частицами топлива. Теплопроводность в контактах, путем непосредственного соприкосновения частиц, как показали опыты, очень ма.ла [436]. Играет роль главным образом стуненчатый теплообмен— от частицы к частице излучением и конвекцией, а по частице теплопроводностью. В предыдущих работах, папример, Майерса [40i], Терреса и др. [475], теплопроводность и излучение между частицами не разделялись, либо учитывались параллельно. Ирактически тенлонроводность и излучение между частицами, дсшствителт.но, трудно отделить, поскольку они взаимно связаны, хотя и управляются разными законами. В вашей работе [371] теплопроводность и излучение учитывались также суммарно. В последующих работах [160, 240 сделан вывод формулы для определения коэффициента лучистого теилообмена между кусками топлива и суммарного коэффициотгта излучения (радиации) и теплопроводности в слое с учетом термического сопротивления теплопроводности частиц. [c.439]

Анализ системы, состоящей из уравнения (2.44) и кинетического уравнения реакции первого порядка, проведен в работах [96, 97]. Такой подход удобно использовать для моделирования процессов получения крупногабаритных блоков, так как часто из-за низкой теплопроводности режим их получения близок к адиабатическому (число БиоСО, ). Более полная постановка задачи моделирования процесса химического формования в форме дается анализом режимов работы периодического реактора без смешения при нестационарно протекающих химических процессах и кондуктивном теплопереносе. Один из вариантов расчета может быть выполнен при следующих допущениях [98] реакция, протекающая в рассматриваемой области, является одностадийной и необратимой теплопередача в зоне реакции осуществляется путем теплопроводности движение реагирующего вещества и связанный с ним конвективный механизм передачи тепла отсутствуют исходное вещество и продукты реакции находятся в одном фазовом состоянии, т. е. протекание реакции не сопровождается фазовыми превращениями лраиица рассматриваемой области непроницаема для вещества теплообмен на границе раздела происходит по закону Ньютона величины, характеризующие физические свойства вещества (теплопроводность, теплоемкость, плотность), химическую реакцию (энергия активации, предэкспоненциальный фактор, тепловой эффект) и условия протекания процесса (давление, температура окружающей среды, форма и размеры области, коэффициент теплоотдачи), в ходе процесса не изменяются. [c.54]

Часто теплообменную аппаратуру, рассчитанную на определенные среды, используют для других сред не всегда учитывают тот факт, что коэффициент теплоотдачи между стенкой и теплоносителем снижается с уменьшением вязкости, теплопроводности, плотности и теплоемкости теплоносителя иногда не принимается во внимание изменение температуры, приводящее, в свою очередь, к изменению физических свойств теплоносителя и соответственно коэффициента теплопередачи. Допускаются ошибки при расчете скоростей теплоносителей. Снижение скорости теплоносителя приводит к ламинарному движению пограничного слоя, повышению теплового сопротивления потока и резкому снижению коэффициента теплоотдачи. Не всегда правильно выбираются конфигурации и размеры теплообменной аппаратуры, существенно изменяющие формы поверхности теплопередачи. При выборе или замене теплообменной аппаратуры должны учитываться, кроме величины поверхности теплопереда- [c.181]

Интенсификация процессов второй группы осуществляется ускорением теплопередачи. Количество тепла, передаваемое в единицу времени от реакционной массы к теплоносителю чере 1 стенки теплообменного элемента, пря.мо пропорционально произведению разности температур на коэффициент теплопередачи. Коэффициент теплопередачи является функцией теплопроводности пленок теплоносителя и реакционной массы на на-ружтюй и внутренней повер.хности стенки теилообменного элемента (тепловое сопротивление самой стенкн обычно невелико и не оказывает существенного влияния на интенсивность теплообмена). Следовательно, для интенсификации теплопередачи [c.303]

При применении первого и второго методов конверсии углеводородов водяным паром генераторы являются адиабатическими реакторами, в которых газовые компоненты взаимодействуют на поверхности неподвижной насадки или кокса. По третьему методу реакция проводится при температурах, достигающих 900", и теплообмен между топочными газами, с одной стороны, и реагирующими газами и катализатором, с другой стороны, происходит через стенки металлических труб диаметром до 200 мм. Коэффициент теплопередачи в этом случае достаточно высок, поскольку коэффициент теплоотдачи от топочных газов к металлической стенке велик благодаря лучеиспусканию пламени. Кроме того, теплопроводность металлической стенки очень хорошая, и только низкий коэффициент теплоот- [c.109]

При эксплуатации теплообменных аппаратов в кипящем слое иногда наблюдается интенсивное осаждение твердых частиц на поверхности теплоо бменника. Это явление происходит в результате электризации частиц, осмоления поверхности и т. п. Поэтому пренебрегать термическим сопротивлением теплопроводности, как это иногда делают, при определении коэффициента теплопередачи не следует. Это тем более недопустимо, что в условиях кипящего слоя коэффициент имеет большие значения. [c.105]

Физические свойства ожижающего агента оказывают определенное влияние на теплообмен. Наиболее существенную роль играет теплопроводность газа (жидкости) К, с ,Вт/(м граддс) ростом которой увеличивается коэффициент теплоотдачи а. Некоторые зависимости влияния температуры слоя на теплопередачу приведены на рис. 12 [18]. [c.29]

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]

В этих уравнениях общий коэффициент теплопередачи относится к полной поверхности на стороне того или другого теплоносителя, включающей поверхность оребрения Лет соответствует средней величине основной поверхности, несущей оребре-ние (например, поверхности разграничивающих листов в пластинчатом теплообменнике) и T o характеризуют эффективность (к. п. д.) сребренной поверхности, включающей и основную поверхность, на стороне горячего и холодного потоков соответственно, т. е. поверхностей A . и Лх Ог и Ох—коэффициенты теплоотдачи, которые являются сложными функциями геометрии поверхности, свойств потока и условий течения. Кроме того, в уравнениях (1-2) фигурируют толщина стенки основной поверхности Ь и теплопроводность ее Хст- Наиболее сложно определение значений коэффициентов теплоотдачи а, особенно для поверхностей со сложной геометрией соответствующие расчетные уравнения или графики приводятся при рассмотрении отдельных типов развитых теплообменных поверхностей. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология