Переходные процессы теплопередачи

ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ [c.103]

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

Экспериментальные исследования внешней естественной конвекции обычно выполняются в жидких объемах конечной протяженности. Поэтому можно предположить, что с течением времени механизмы теплопередачи приводят к тепловой стратификации среды. На некотором удалении от источника тепла возникает также циркуляционное течение, компенсирующее течение, индуцированное выталкивающей силой. Поэтому необходимо ограничивать длительность экспериментов, чтобы можно было пренебречь влиянием тепловой стратификации и циркуляции. Размеры экспериментальной установки также определяются этими соображениями таким образом, чтобы получить адекватные условия в объеме окружающей жидкости. Детальное изучение этих явлений очень затруднительно, так как они определяются переходным процессом внутренней естественной конвекции. Аналогичные соображения относятся также к некоторым задачам, представляющим практический интерес, например к охлаждению электронной аппаратуры, находящейся в замкнутом объеме. Некоторые относящиеся к этому вопросу работы описаны в гл. 14. [c.153]

Неустановившийся режим рассчитывался также для трех других типов граничных условий, причем начальная температура жидкости в полости принималась равной г. Был рассмотрен случай разных температур 1 в диапазоне 4—10°С, когда температуры четырех граничных поверхностей внезапно падали до 0°С [273]. Приведены примеры развития картин течения и процесса теплопередачи. Эти же авторы [233, 234] рассчитали также переходный режим конвекции для случая, когда все четыре ограничивающие стенки полости конвективно охлаждаются за счет внешней среды, поддерживаемой при постоянной температуре, а также для случая, когда температура стенок линейно убывает во времени от значения При этом были получены распределения скоростей и нестационарные температурные характеристики для некоторых типичных граничных режимов. [c.338]

Турбулентная конвекция. Все приведенные выше результаты относятся к случаю ламинарного течения. Для поверхностей большой вертикальной протяженности при значительных числах Грасгофа наблюдались систематические отклонения скоростей теплопередачи от ламинарного случая. Эти отклонения объясняются возникновением турбулентности в потоке в определенной. точке вниз по течению. Как отмечалось в гл. 11, вопросы неустойчивости, переходные процессы и процессы турбулентного переноса для ньютоновских жидкостей исследованы довольно подробно. В то же время действие указанных механизмов течения в неньютоновских жидкостях изучено пока недостаточно. В работе [49] был использован интегральный метод для анализа полностью развитого турбулентного переноса в жидкости около изотермической поверхности, который соответствовал интегральному методу, развитому в работе [13] применительно к ньютоновской жидкости. Для подчиняющейся степенному закону псевдопластической жидкости с разрежением сдвига была получена следующая корреляционная зависимость [c.431]

В качестве модели результирующей теплопередачи рассмотрим тело площадью А, равномерно нагретое до температуры to и расположенное достаточно далеко от стенки, которая находится в жидкости с температурой tx. Если это тело связано с хаотически перемещающимся закрытым резервуаром, то оно будет двигаться точно таким же хаотическим образом. В отсутствие силы тяжести и какого-либо движения резервуара рассматриваемое тело отдавало бы тепло только за счет теплопроводности. Однако любые случайные угловые перемещения резервуара будут постоянно сдвигать тело из его поля теплопроводности в новую жидкость при to . После каждого из таких внезапных движений, разделенных случайным образом интервалом времени тс, от тела в окружающую жидкость начинает распространяться новое неустановившееся поле теплопроводности. Этот переходный процесс в свою очередь будет прекращаться при следующем движении резервуара. Затем в новом положении тела будет возникать новый переходный процесс и т. д. [c.475]

Коэффициент становится значительно больще единицы лишь вблизи границы насыщения при наибольших давлениях. Однако в этих условиях как относительная масса пара, так и его удельная теплоемкость сравнительно высоки, тогда как теплоемкость самого пара к этому моменту уже сравнивается с теплоемкостью стенки сосуда (стенку сосуда обычно не делают более прочной, чем это требуется). При таких соотношениях нельзя принять предположение о постоянстве температуры пара на протяжении всего переходного процесса как предельный возможный случай. За предельный случай (вместо а ) следует при этом принять предположение, что температура стенки сосуда изменяется одновременно с температурой пара, т. е. что коэффициент теплопередачи между стенкой и паром все-таки бесконечно велик, а теплоемкость стенки конечна. Переходная характеристика, полученная на основании этих предположений, представлена кривой, которая, как правило, довольно близка к упрощенному решению в соответствии с разд. 5.1, используемому обычно в качестве достоверного первого приближения. [c.172]

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]

Большое теоретическое и практическое значение имеют работы ученого в области теплопередачи. М. Ф. Нагиевым была разработана конструкция тенлообменного аппарата, позволившая интенсифицировать процесс теплопередачи за счет изменения гидродинамического режима с помощью диафрагм, и дано уравнение теплопередачи для турбулентного, ламинарного и переходного режимов движения потока. Разработан также метод определения условий максимально эффективного использования систем теплообменных аппаратов. Этот вопрос тесно связан с оптимизацией работы химических комбинатов. [c.8]

Наконец, следует упомянуть о проблеме, которая специфична только для процессов теплопередачи. Можно мгновенно приводить жидкие или газообразные частицы, взятые в соответствующей концентрации, в контакт с твердым веществом. Для этого достаточно создать пустое пространство над предварительно помещенным в реактор твердым веществом, а затем быстро ввести в реактор жидкость или газ. Совсем иначе обстоит дело при создании экспериментальных устройств для быстрого изменения температуры. Во многих экспериментах необходимо мгновенно вводить в реактор и нагревать твердые образцы. Например, твердые образцы, используемые для изучения реакций термического разложения, должны очень быстро принимать ту температуру, при которой проводится эксперимент, чтобы кинетика исследуемого процесса не искажалась наложением переходных процессов, протекающих до установления термического равновесия. [c.100]

Заканчивая краткое рассмотрение общих сведений по прикладной макрокинетике сложных гидрогенизационных процессов в нефтепереработке, нужно еще раз подчеркнуть особые трудности макрокинетического анализа сложных модификаций жидкофазного гидрокрекинга с плавающими порошкообразными катализаторами. Вследствие исключительной трудности четкого математического описания и расчета жидкофазных гидрогенизационных процессов на основе результатов лабораторных (или пилотных) исследований ранее использовали эмпирические переходные коэффициенты от лабораторных (пилотных) масштабов работ к заводским [4, 90]. В последнее время [22, 24, 91—93] кинетику химических процессов, осложненных в заводских реакторах наличием диффузии и теплопередачи, начали изучать с применением математических методов [33, 91—93], Такое математическое моделирование пока, к сожалению, практически применимо лишь для простейших процессов типа сернокислотного катализа. Исследования кинетики необходимо проводить в строго определенных условиях, полностью исключающих влияние гидродинамических факторов и гарантирующих изотермичность процесса. Такие условия обеспечиваются, наприме >, при применении проточно-циркуляционного метода [94]. Довольно точные данные о кинетике в некоторых случаях можно получить и по более простой методике при частичном разбавлении исходного сырья продуктами реакции [61, 71] однако полная изотермичность зоны катализа при этом не гарантируется. [c.163]

Экспериментальные данные непрерывного процесса используются для идентификации параметров, характеризующих гидродинамический режим и теплопередачу, если параметры кинетических модулей уже определены по данным периодического процесса. В зависимости от целей дальнейшего использования моделей можно либо ограничиться идентификацией по данным стационарных режимов (для оптимального проектирования и оптимизации в статике), либо использовать данные переходных режимов, включая пуск и останов (для оптимизации динамических режимов). Во втором случае может возникнуть необходимость представле- ия гидродинамики моделями промежуточного типа (например, типа вытеснение+смешение), как указывалось в главе I. [c.80]

Количество тепла, отводимого от поверхности, определяется условиями теплопередачи. Постоянная температура поверхности устанавливается, когда скорость вьщеления тепла равна скорости теплоотвода. В зависимости от соотношения этих скоростей существуют два типа термических режимов процесса 1) почти изотермический с маль разогревом и небольшими абсолютными скоростями реакций 2) почти адиабатический, соответствующий очень быстрому протеканию реакции с большим разогревом-режим горения. В переходной (между ними) области находится нестационарный режим воспламенения. Сначала реакция идет с небольшой абсолютной скоростью и медленным саморазогревом, а затем процесс начинает резко самоускоряться, происходит срыв изотермического режима и превращение его в адиабатический. [c.122]

Задача о переходных режимах работы именно теплообменников представляет особый интерес по ее широкой распространенности в технике и по ее типичности для целого ряда процессов и аппаратов абсорберы, колонны ректификации, экстракторы и др. Во всех этих процессах скорость взаимодействия движущихся сред определяется законом разности движущихся сил диффузии у поверхности их раздела, аналогично разности температур в теплопередаче. [c.199]

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]

Проводя аналогию между процессами теплопередачи и диффузии, приходится отметить, что в теплопередаче гидродинамическое подобие потоков полностью характеризуется критерием Рейнольдса только при вынужденном движении с хорошо развитой турбулентностью ири отсутствип такого движ ения, а также в потоках ламинарных и переходных режимов перенос тепла за счет естеств( Нпой конвенции характеризуется критерием Грасгофа. Аналогичный по смыслу критерий введен и для диффузионных процессов [c.34]

Гебхард, Дринг, Влияние передней кромки на переходный процесс еетест-веиной конвекции от вертикальной пластины. Труды амер. общ-ва инж.-мех., сер. С, Теплопередача, № 3, 93 (1967). [c.238]

В настоящее время линейная феноменологическая Т. н. п. является законченной теорией, имеющей очень широкое практич. применение. Процессы диффузии, вязкого течения, теплопередачи должны учитьшаться при проектировании и анализе режимов работы хим. реакторов и др. аппаратов произ-ва. В хим. термодинамике гетерог. систем с помощью ур-ний линейной Т. н. п. рассчитывают перенос в-ва, заряда, тепла через межфазные границы и переходные слои, в электрохимии-перенос электрич. заряда при разл. условиях (см. Растворы электролитов). Соотношения Т.н.п. для прерывных систем применяются также при описании мем-братых процессов разделения, в т.ч. протекающих с участием биол. мембран. В создание линейной Т.н.п. большой вклад внесли Р. Клаузиус, Т. Де Донде, Онсагер, Пригожин, Дьярмати и др. [c.539]

Гранулирование из расплавов является одним из важнейших процессов в схеме получения гранулированных удобрений. Правильная организация этого процесса должна опираться на знание закономерностей полета гранул в башне, теплообмена их с охлаждающим потоком и теплопередачи в них с учетом кристаллизации и модификационных переходов. Известно, что при гранулировании проис.чодит распад струй на капли, которые при охлаждении затвердевают и формируются в гранулы. Траектория полета гранул подробно рассмотрена М. Е. Ивановым с соавторами . При расчете траектории полета следует учитывать наличие трех режимов обтекания гранул чисто вязкостного стоксовского обтекания при Ке = 1—-2, переходного при 2 < Ке < 500 и, наконец, турбулентного обтекания с ламинарным пограничным слоем при Ке > 500. Основой теплового расчета должно являться решение вопроса о нестационарной теплопроводности гранулы в ходе ее кристаллизации и модификационных превращений со временем. С.хематично процесс происходит следующим образом. В полете капля (гранула) через свою наружную поверхность отдает тепло охлаждающему потоку (конвективный теплообмен). При этом на поверхности начинается охлаждение и кристаллизация плава, при достижении температуры кристаллизации происходит образование твердой корочки, которая во время полета гранулы все увеличивается. Происходит движение фронта кристаллизации внутрь гранулы по радиусу с соответствующим выделением тепла кристаллизации. При достижении на поверхности гранулы температуры следующего модификационного перехо- [c.181]