Теплообмен при больших скоростях

Известно, что чем больше скорость движения среды, омывающей поверхность теплообменной трубы, тем меньше вероятность загрязнения поверхностей теплообмена. Это в свою очередь обеспечит стабильность коэффициента теплопередачи. Кроме того, при больших скоростях движения теплообменивающихся потоков коэффициент теплопередачи значительно возрастает. [c.181]

ТЕПЛООБМЕН ПРИ БОЛЬШИХ СКОРОСТЯХ [c.318]

Поскольку в системе, стремящейся к состоянию равновесия, мас-со- и теплообмен осуществляется через поверхность раздела фаз, чем больше поверхность контакта фаз и чем более активно обновляется эта поверхность, тем быстрее завершается переход системы в состояние равновесия. Чем в большей степени состояние сосуществующих фаз отклоняется от условий равновесия, тем больше скорость массо- и теплообменных процессов в системе. В связи с этим по мере приближения системы к состоянию равновесия при неизменной поверхности контакта фаз скорость массо- и теплообменных процессов будет уменьшаться вследствие уменьшения движущей силы, обусловливающей этот обмен. [c.51]

Чтобы сделать этот вывод, необходимо принять во внимание тот факт, что уравнение энергии для пограничного слоя является линейным относительно температуры. Поэтому правило должно быть применимо совершенно одинаково для всех жидкостей с постоянными свойствами. Это справедливо также для турбулентного потока, и как результат все зависимости для теплообмена, найденные для низкоскоростного потока, можно сразу же иопользо вать при теплообмене в условиях большой скорости [Л. 142]. Единственно, что требуется дополнительно, — это знание коэффициента восстановления для частного слоя, откуда можно определить температуру восстановления. Для ламинарного потока пограничного слоя на плоской пластине коэффициент восстановления дается уравнением (10-7). Для турбулентного потока теоретически было выведено и варьировано для чисел Прандтля, близких к 1, следующее соотношение [c.325]

Электрическая дуга воспламеняется в результате интенсивности электрических полей и наружной ионизации, образуясь в первый момент в точках минимального расстояния между электродами. Однако воспламенение дуги начинается со стороны потока газов внутрь электродов, принимая одновременно вращательное движение вследствие круглой формы реактора и поступления газов в реактор по касательной. На концах электродов, где заряженные частицы утрачивают скорость, они скапливаются и дуга фиксируется на стенке. Теплообмен между дугой и газом происходит около электродов, где газы имеют большую скорость движения. Реакционные газы, пары воды и образовавшаяся сажа удаляются в установки для отделения механических примесей от сажи, концентрирования и очистки ацетилена. [c.112]

Высокая эффективность работы теплообменного аппарата достигается при достаточно больших скоростях движения потоков. Однако при этом возрастает гидравлическое сопротивление аппарата. Обычно скорость движения жидких потоков в трубах составляет 1—2,5 м/с, а в межтрубном пространстве для проходных сечений в вырезах перегородок — от 0,3 до 1 м/с. [c.182]

Различают теплообмен". I) между т плопередающей поверхностью и псевдоожиженным слоем II) межфазный (между твердыми частицами и ожижающим агентом). Заметим, что перенос тепла между различными точками самого псевдоожиженного слоя, благодаря интенсивному перемешиванию твердой фазы, происходит, как правило, с очень большой скоростью ато обеспечивает практическую изотермичность слоя. [c.414]

Особенно большое значение в контактных процессах имеет теплообмен и регулирование температуры реакций. Контактные процессы протекают с большой скоростью и часто сопровождаются выделением или поглощением значительного количества тепла. При высокой скорости процесса необходима большая скорость отвода или подвода тепла, вследствие этого производительность контактных аппаратов определяется их теплотехническими характеристиками. [c.409]

Холодильник-конденсатор. Водяные холодильники-конденсаторы в агрегатах синтеза метанола аналогичны конденсаторам, применяемым в процессе синтеза аммиака. Наиболее распространен конденсатор типа труба в трубе , основным преимуществом которого является высокий коэффициент теплопередачи (вследствие большой скорости теплоносителей). Однако такие конденсаторы громоздки и нуждаются в усовершенствовании. На изготовление их наружных труб, не участвующих в теплообмене, расходуется большое количество металла, трубы с трудом очищаются от накипи и других осадков. Для нормальной работы конденсаторов большое значение имеет очистка воды. [c.438]

Теплообменные аппараты типа труба в трубе (см. рис. 1.40 и 1,41) используют для загрязненных коксообразующими веществами и механическими примесями теплоносителей, в которых обеспечивается хороший теплообмен за счет больших скоростей и турбулентности потоков в трубном и межтрубном пространствах. Высокие скорости и турбулентность потока уменьшают возможность отложения на стенках труб кокса или других образований. В теплообменниках такой конструкции обеспечивается хорошая компенсация температурных удлине- [c.111]

Авторы, по-видимому, предполагают, что переход от условий, при которых основное влияние на теплообмен оказывает скорость циркуляции, к условиям, где основным является механизм пузырькового кипения, происходит достаточно резко. В действительности же оба эти воздействия проявляются во всем диапазоне изменения температурных напоров. При низких значениях Ai определяющим является конвективный теплообмен, в то время как при больших значениях At основное влияние оказывает механизм пузырькового кипения. [c.79]

Если от внешнего источника тепла нагревать только частицу (лучистый теплообмен), температура ее по отношению к среде будет выше, чем в равновесном процессе. Соответственно возрастает и скорость отдачи тепла от частицы к среде. Однако и в этом случае общий характер воспламенения останется подобным рассмотренному в равновесном процессе. Отличие его будет заключаться в том, что благодаря большей скорости теплоотдачи температура частицы в момент ее воспламенения будет несколько выше, чем в равновесном процессе. [c.13]

Быстрое нагревание жидкости до температуры 420 н-430° К осуществляется в простом струйном аппарате, показанном на фиг. VI. 4. Через сопло / под давлением пропускается продукт с большой скоростью и из кольцевого зазора 3 увлекает струю острого пара. Давление пара обычно применяется 11 14 бар. Пар усиливает турбулизацию продукта и быстро конденсируется в жидкости. В диффузоре 2 конденсация пара заканчивается и продукт выбрасывается в вакуум-камеру, где охлаждается за счет самоиспарения жидкости. В сочетании с регенерацией тепла описанный способ нагрева и охлаждения жидкости исключительно эффективен. Для таких жидкостей, как пищевая вода, некоторые химические жидкости, разбавление которых чистым конденсатом не имеет значения нагрев при непосредственном контакте с паром не может сравниться с обыкновенными теплообменными аппаратами. Если коэффициент теплопередачи от одной среды к другой через металлическую стенку в самых современных аппаратах достигает 3000 вт/м , то при непосредственном контакте с паром коэффициент теплоотдачи достигает 1-10 вт/м -град. [c.197]

Также достаточно эффективны при проведении таких процессов барботажные газлифтные аппараты (см. 6.7.2). В таких аппаратах образование пузырей на отверстиях может происходить при достаточно сильном восходящем движении жидкости. Это снижает время образования пузырей и, соответственно, их средний размер. Восходящее движение жидкости со скоростью до 2 м/с образуется в газлифтном аппарате за счет разности плотностей газо-жидкостной смеси в барбо-тажной трубе и жидкости с небольшим содержанием очень мелких пузырей в циркуляционной трубе. Высокие скорости движения жидкости позволяют насыщать газом несмешивающиеся жидкости с большой разницей плотностей или жидкости, содержащие твердые вещества, например порошковый катализатор. Конструкция газлифтных аппаратов позволяет размещать в них большие теплообменные поверхности, что дает возможность использовать их для проведения процессов, протекающих с большим тепловым эффектом. Вследствие большой скорости течения жидкости в барботаж-ной трубе значительно уменьшается влияние продольного перемешивания жидкости и снижается дисперсия пузырей по времени пребывания. [c.48]

Очевидно, что внутренний температурный перепад из-за перемешивания раствора меньше, чем внешний. Внутренний перепад тем меньше, чем больше скорость конвекции (рис. 3-10). Важно обратить внимание на то, что разные теплоносители, используемые в термостатах, существенно различаются по интенсивности теплопередачи. Так, теплообмен с водяной рубашкой несравненно больше, чем с воздушной. Чем больше теплообмен с термостатами, тем ближе внутренний температурный перепад к внешнему и тем больше скорость конвекции. [c.102]

Вследствие значительно меньшей прозрачности запыленной среды в процессе воспламенения аэровзвесен значительную роль играет лучистый теплообмен. Этим обусловлена значительно большая скорость распространения пламени в аэровзвеси, чем в гомогенной газовой смеси. [c.139]

Поскольку массо- и теплообмеп при стремлении системы прийти к состоянию равновесия осуществляется через поверхность раздела фаз, то чем больше поверхность контакта между фазами, тем быстрее система приблизится к состоянию равновесия. Чем больше состояние сосуществующих фаз отличается от условий равновесия, тем с большей скоростью происходит массо- и теплообмен. В связи с этим в процессе приближения системы к состоянию равновесия скорость массо- и теплообмена при неизменной поверхности раздела фаз будет уменьшаться, так как уменьшается движущая сила, обусловливающая этот обмен. [c.47]

Коллекторы. Распределение скорости по теплообменной матрице может зависеть от способа подачи теплоносителя в подводящий коллектор. Если теплоноситель поступает с большой скоростью вдоль оси коллектора на рис. 6.18, а слева, то струя будет бить через всю камеру, проходя через центральную часть теплообменпой матрицы, причем скорость в центре матрицы [c.128]

Одноходовые и многоходовые теплообменники могут быть вертикальными или горизонтальными. Вертикальные теплообменники более просты в эксплуатации и занимают меньшую производственную площадь. Горизонтальные теплообменники изготавливаются обычно многоходовыми и работают при больших скоростях участвующих в теплообмене сред для того, чтобы свести к минимуму расслоение жидкостей вследствие разности их температур и плотностей, а также устранить образование застойных зон. [c.329]

Для условий кипения жидкости при ее движении в трубках по JI. G. Стерману [8, 9] следует различать две области. При больших скоростях движения жидкости, когда наросодержание на выходе из трубы находится в пределах, при которых влияние его на теплообмен может не учитываться, коэффициент теплоотдачи можно определять по зависимостям для конвективного теплообмена без кипения [уравнение (1. 22)]. По Л. С. Стерману это происходит тогда, когда [c.30]

Признание важного значения достаточно больших скоростей жидкого потока в трубах, а также более глубокое понимание механизма радиационного теплообмена привели к принципиальным изменениям конструкции трубчатых печей. По мере развития теории радиации и радиационного теплообмена неуклонно росла доля теплоноглощающих поверхностей радиантной секции в общей тенлово мощности печи. Результатом этой тенденции и явилась современная трубчатая печь, в которой в большой степени преобладает теплообмен радиацией. [c.48]

Конвективные лечи применяются при нагреве металлов, поверхность которых характеризуется высоким коэффициентом отражения, например для алюминиевых сплавов, а также в некоторых других случаях, когда радиационный вид теплообмена играет подчиненное значение. Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что во многих практических случаях наряду с доминирующим радиационным теплообменом ощутимую роль грает и теплопередача конвекцией (область рабочих температур 500—900°, высокие скорости теплоносителя). При особенно больших скоростях теплоносителя конвективная теплопередача может играть известную роль даже при температурах свыше 1200— 1400°, как это, например, имеет место в секционных печах для окоростного нагрева металла (см. рис. 209). [c.388]

В скоростных газовых потоках (М> >0,3) датчик приобретает температуру <г= = t -rwУ(2 p), где /-—коэффициент вбсста-новления температуры для датчика данной конструкции ги и Ср — скорость и удельная теплоемкость газа в набегающем потоке. Реально его температура отличается от этого значения на St, обусловленную теплообменом датчика с потоком и стенками трубы. При больших скоростях значения Qp могут быть значительными и вследствие этого могут приводить к большим значениям 5 . Для снижения Ср применяют экранирование чувствительного элемента (рис. 8.9, в). В экране (трубке) и.меются небольшие вентиляционные отверстия. Для такой конструкции г 1. [c.408]

Скорость течения жидкости является решающим фактором при проектировании малогабаритных теплообменных аппаратов. Из приведенных формул по теплоотдаче видно, что чем больше скорость течения жидкости, тем выше коэффициент теплоотдачи и тем меньше поверхность теплообменного аппарата. Но с увеличением скорости увеличивается потеря напора на продвижение жидкости, поэтому часто приходится выбирать те оптимальные условия, которые позволяют получлть сравнительно небольшие размеры аппарата при минимальных энергетических затратах. При заданной производительности и заданном температурном режиме конструктор располагает только двумя переменными — скоростью течения жидкости и сечением канала. Это особенно отчетливо видно из формул (I. 7) и (I. 9). При заданной производительности несжимаемой жидкости число труб по формуле (I. 9) зависит только от й и ги). При заданном температурном режиме [c.20]

Для повышения интенсивности теплоотдачи от стенки к жидкости применяются две группы аппаратов с вращающимися мешалками. К первой группе относятся теплоЬбменные аппараты, в которых мешалка перемешивает жидкость во всем объеме Такие аппараты недостаточно интенсивны и нами не рассматриваются. Ко второй группе относятся теплообменные аппараты, в которых жидкость движется принудительно по поверхности нагрева в виде тонкой пленки. Такое движение жидкости осуществляется за счет быстрого вращения мешалки в цилиндрическом сосуде. Если в цилиндрическом сосуде, заполненном жидкостью, вращать мешалку с большой скоростью, то под действием мешалки жидкость в сосуде образует параболоид вращения. В зависимости от скорости вращения мешалки толщина движущейся жидкости, по поверхности нагрева может быть около одного мм. [c.163]

Уравнение теплового потока, выведенное в предыдущем параграфе, дает возможность рассчитать теплообмен при вынужденной конвекции для различных случаев, если сделать соответствующие допущения относительно формы кривой распределения температуры. Прежде чем заняться таким расчетом, необходимо вывести дифференциальное уравнение, описывающее энергетические зависимости в движущейся среде. Это уравнение выводится из баланса энергии в стационарном элементе объема, расположенном в иоле потока. Тепло в элемент объема может быть передано теплопроводностью или перенесено движущейся жидкостью через границы элемента. Кроме того, тепло может быть выделено внутренними источниками. Такие источники тепла всегда присутствуют в движущемся потоке вязкой жидкости, поскольку напряжения сдвига вызывают внутреннее трение и превращают кинетическую энергию в тепло. При небольших скоростях изменения температуры, вызванные внутренним трением, малы и ими обычно можно пренебречь. При больших скоростях потока вопросы влияния трения важны. В деле развития высокоскоро-стнрй авиации оци привлекают к себе большое внимание [c.215]

Таким образом, большая скорость испарения воды в тропических зонах должна приводить к охлаждению атмосферы. Если насыщенный влагой воздух перемещается затем под действием ветров в умеренные зоны, там происходит выпадение осадков и атмосфера нагревается настолько же, насколько она охлаждается в тропиках. Это показывает, что вода в ([юрмс пара и жидкости осушествляе в природе важный теплообмен, охлаждая гроиические зоны и согревая умеренные. [c.197]

Закалочно-испарительный аппарат для установки, на которой предполагается переработка подготовленного вакуумного газойля, должен быть рассчитан на более высокую температуру (500—570°С), чем для пиролиза прямогонного бензи-Вследствие большей скорости движения продукта и большей склонности его к коксообразонанню, должен быть увеличен диаметр теплообменных труб. [c.70]

Тепловое (инфракрасное) излучение (радиационный теплообмен) имеет электромагнитную природу, поэтому оно может распространяться в любой среде, в том числе и в вакууме, а так же, как и другие электромагнитные излучения, распространяетея в изотропной среде со скоростью света по прямой. Для инфракрасного излучения справедливы и другие общие для электромагнитных излучений закономерности, в частности законы отражения и преломления (см. 4.6). С учетом этих особенностей в отличие от теплопроводности и конвекции тепловое излучение распространяется с чрезвычайно большой скоростью (по сравнению с этими процессами практически мгновенно). Поэтому скорость неразрушающего контроля с использованием теплового излучения определяется обычно инерционностью контрольно-измерительной аппаратуры или тепловых процессов в объекте контроля. Процесс теплового излучения так же, как теплопроводность (5.3) и конвекцию, можно характеризовать плотностью теплового потока д, которая сильно зависит от абсолютной температуры нагретого тела [c.173]