Характер процессов переноса теплоты

Характер процессов переноса теплоты [c.474]

Следует заметить, что знак = в табл. 1.1 носит достаточно условный характер, так как понятно, что инерционные частицы не могут полностью отслеживать ни осредненное, ни тем более пульсационное движения газа. Поэтому для корректности можно положить, что частицей, полностью отслеживающей осредненное (пульсационное) движение газа, является частица, осредненная и пульсационная скорости которой отличаются не более, чем на 1% от соответствующих скоростей несущей фазы. Аналогичным образом надо поступать и при рассмотрении процессов переноса теплоты. [c.32]

Наряду с этим изучение теплофизических свойств индивидуальных углеводородов представляет большой научный интерес, так как это позволяет углубить и расширить наши представления о природе теплового движения и характере процесса переноса теплоты в жидкости. [c.3]

Процессы передачи теплоты включают теплопроводность, конвективный перенос и лучистый теплообмен. Их разделение на три составляющих при изучении курса теплопередачи носит главным образом методологический характер. В практических расчетах разделение суммарного процесса переноса теплоты на элементарные составляющие не всегда целесообразно. К этому приему прибегают только тогда, когда необходимо выявить влияние каждого из них на процессы массопереноса. Чаще всего результат одновременного действия элементарных процессов приписывается одному из них, который считается главным. [c.119]

Анализ процессов переноса массы поперек турбулентного потока-носителя можно провести на основе полуэмпирической теории турбулентного переноса. По аналогии с процессом переноса теплоты (см. подраздел 4.2.3) на границе раздела жидкости и твердого тела характер изменения коэффициента турбулентной диффузии вблизи стенки можно описать уравнениями [c.271]

Процесс переноса теплоты газом при промежуточных давлениях, при которых средняя длина пробега молекул имеет тот же порядок, что и расстояние между стенками, имеет более сложный характер. Рассмотрение облегчается введением понятия температурного скачка между стенкой и газом при наличии градиента температуры. Величина скачка [13, 47] равна [c.11]

Эта формулировка Клаузиуса имеет самый общий характер. Если система находится при однородной температуре (т. е. если ограничиться необратимыми процессами переноса вещества, химическими реакциями и диссипативными процессами), то эффективная и истинная температуры совпадают. Величина dQ названа Клаузиусом некомпенсированной теплотой. Ее значение для теории необратимых процессов впервые было понято Дюгемом (1911). Сравнение (4.33) и (4.29) с учетом (4.27) дает соотношение [c.27]

Соотношение между толщинами слоев определяется только физическими свойствами среды и именно теми, которые характеризуют ее реакцию на прохождение потоков теплоты и количества движения. Конечно, это соотношение является весьма приближенным, но основные тенденции, определяющие характер соответствия между процессами переноса теплоты и количества движения, выражены в нем правильно. Точное соотношение будет нами получено поздне (см. 19). [c.35]

Пример 1. Известно, что понятие количества теплоты сложилось в калориметрии и никак не связано с зависимостями механической природы. При исследовании процесса переноса теплоты в твердом теле, когда первоначальное калориметрическое представление о теплоте не вступает в противоречие с физическим содержанием задачи, количество теплоты следует отнести к числу первичных величин. В тех же случаях, когда существенны эффекты взаимного превращения теплоты и работы, эта величина подлежит переводу в число вторичных. Если же количество теплоты оставить в числе первичных, то совокупность величин, существенных для процесса, должна быть дополнена размерной постоянной (механическим эквивалентом теплоты). В научных исследованиях и публикациях теоретического характера в области естественных наук применяются оба варианта решения, хотя замена калории джоулем не создает осложнений, связанных с ломкой ранее установленной системы размерностей и единиц измерения. В инженерной практике согласно стандарту СЭВ 1052-78 должна использоваться Международная система единиц (СИ), в которой реализуется первое из рассмотренных решений. [c.61]

При моделировании химических процессов размеры печи не сказываются на скорости химического превращения, если процесс определяется только скоростью химической реакции. Однако химическая реакция приводит к изменению состава реагируемой смеси и температуры. Следствием этого является возникновение процессов переноса вещества и теплоты, на скорость которых существенно влияет характер концентрационного и температурного полей в печи, В свою очередь состав смеси и температура существенно влияют на скорость химического превращения. В результате этого протекание химического процесса в целом находится в полной зависимости от размеров печи, так как с изменением масштаба меняется структура или соотношение между его составными частями, химическими стадиями и стадиями процессов переноса вещества и теплоты. В связи с вышеизложенным невозможно сохранить одинаковое влияние физических факторов на скорость химического превращения в печах разного масштаба, кроме тех случаев, когда химическая реакция протекает с большей скоростью, чем процессы переноса. [c.130]

Диссипативная структура — это особое состояние сильно неравновесной системы. В таких системах происходит интенсивный перенос энергии, сопровождающийся ее потерями. Это может быть перенос теплоты от нагретого тела к холодному через слой жидкости или передача механической энергии одного движущегося тела другому через слой жидкости или самой жидкой среде. Это может быть также химическая реакция или передача энергии переменного поля частицам феррита и т. д. Течение этих процессов может принимать своеобразный, регулярный характер. Предпочтительность регулярного течения процесса обусловлена тем, что при прочих равных условиях (например разности температур) скорость переноса энергии увеличивается за счет включения дополнительных механизмов переноса. Классический пример диссипативной структуры — регулярные ячейки конвективных потоков среды при теплопередаче, если нагретое тело расположено внизу, а холодное — вверху. В этом случае теплопередача интенсифицируется за счет конвективного переноса теплоты в дополнение к нормальной теплопередаче неподвижной теплопроводной средой. Обычные волны на поверхности воды служат другим примером диссипативной структуры. Здесь, наряду с пространственной регулярностью возмущений поверхности, возникает и регулярность изменения состояния поверхности во времени. Пример чисто временной регулярности дают некоторые колебательные химические реакции. Внешне периодичность реакции может проявлять себя в том, что цвет раствора периодически с частотой несколько раз в минуту изменяется, например, с красного на синий и обратно. Такие колебания продолжаются до окончания реакции, длящейся десятки минут. [c.680]

При высоких относительных давлениях, когда происходит полимолекулярная адсорбция и капиллярная конденсация, процесс переноса в сорбирующих порах может происходить путем течения жидкого адсорбата. Течение вязких жидкостей также носит активированный характер, в этом случае энергия активации требуется для преодоления сил сцепления между молекулами. Энергия активации вязкого течения жидкостей равна приблизительно одной трети — одной четверти теплоты испарения [5]. Для ассоциированных жидкостей она больше, чем для нормальных, и заметно зависит от температуры. В качестве примера в табл. 12 приведены величины энергии активации вязкого течения некоторых жидкостей. [c.108]

Плоскость, сфера, цилиндр. 1. Влияние примеси. Как уже отмечалось, теплоперенос и диффузия вещества описываются одинаковыми дифференциальными уравнениями (9.1) и (9.36), решения которых должны удовлетворять сходным граничным условиям (9.3), (9.4), (9.37) и (9.38). До сих пор в задачах рассматривался только один из двух процессов переноса. При исследовании направленной кристаллизации считалось, что кристалл растет из чистого расплава. При решении же задачи о кристаллизации цилиндра из пересыщенного раствора тепловые эффекты не учитывались. Но, как показал Франк [54], характер роста может определяться совместным действием обоих процессов переноса. В частности, расплав, из которого растет кристалл, может содержать примесь в таком количестве, что она, накапливаясь на фронте кристаллизации, приведет к снижению на нем температуры плавления. При кристаллизации из раствора температура у фронта роста может из-за выделения теплоты кристаллизации повыситься настолько, что равновесная концентрация там изменится. При одновременном учете обоих процессов значения температуры и концентрации, входящие в граничные условия, меняются, хотя форма граничных условий остается прежней. Уравнения переноса также сохраняют свой вид, [c.398]

Структура потока существенно влияет на величины, характери. зующие процессы переноса массы, теплоты и количества дви жения. [c.56]

Подавляющее большинство процессов переноса (импульса, теплоты или массы) в химической технологии осуществляется в условиях турбулентного движения жидкости и газов. При перемещении технологических сред по трубопроводам движение, как правило, также носит турбулентный характер. В основе ана- [c.19]

Рассмотрим теперь соотношения, определяющие характер соответствия между процессами тепло- и массообмена. В первую очередь сопоставим исходные уравнения, выражающие основные законы переноса. Кондуктивный перенос теплоты теплопроводность) характеризуется уравнением (законом Фурье) [c.214]

Таким образом, если попытаться определить, что же является наиболее существенным для рассматриваемого процесса, то коротко можно сказать, что вторичные эффекты, обусловленные массообменом, полностью подавляют первичный процесс конвективного теплообмена. Те формы переноса теплоты, которые имеют место в условиях испарения твердого тела в разреженной среде, связаны с совершенно необычными типами движения, глубоко специфичными для этих условий. Решающее значение получает скорость испарения ш , от которой в конечном счете, зависит характер процесса в целом. [c.317]

Остановимся здесь на процессах межфазного теплообмена, сопровождающихся химическими реакциями с выделением (или поглощением) теплоты. Выше, на примере каталитических реакций отмечалось, что общее решение задачи о совместном переносе теплоты и массы основного реагента внутри пористой частицы не может быть получено из-за нелинейного характера дифференциальных уравнений (7.14) и (7.15) даже при самых простых, постоянных условиях в окружающей частицу среде (7.17). В движущемся слое переменные значения температур и концентраций сплошной среды и дисперсного мате- риала, во-первых, изменяются во вре- [c.176]

Величина как и в примере 5.1, рассчитанная для массообмена по рис. 5.5, в функции скорости конвективного переноса должна увеличиваться или уменьшаться. Подобным же образом в зависимости от скорости конвективного потока энтальпии в газовой фазе на поверхность (в задачах по теплообмену) должна увеличиваться или уменьшаться скорость переноса теплопроводностью, определяемая по рис. 5.5 или из уравнения (7.3). Далее из уравнения (7.7) будет видно, что на характер процессов, в которых фазовое изменение происходит на межфазной поверхности, например при испарении или конденсации, дополнительное влияние оказывает скрытая теплота на поверхности. Уравнения (7.3) и (7.4) применимы для межфазной поверхности только со стороны газовой фазы. [c.294]

Таким образом, наряду с химическими превращениями химическая технология использует многочисленные явления и процессы нехимического характера, требующие определенных способов организации и осуществляемые в соответствующих аппаратах и процессуально-технологических схемах. Протекание таких процессов (собственно химических — тоже, конечно) в той или иной мере связано с переносом какой-либо субстанции — количества движения (импульса), теплоты, вещества (массы), иногда нескольких субстанций одновременно. Этот перенос характеризуется (вызывается или сопровождается) изменением технологической ситуации (параметров процесса), в общем случае — во времени в рассматриваемой точке аппарата, а в самом аппарате — от одной точки к другой, в более простых случаях — только во времени или только от точки к точке. [c.38]

Процессы захвата неравновесных электронов и дырок поверхностными центрами служат своеобразным индикатором характера силового взаимодействия адсорбированных молекул с полем адсорбента. Заметим, что здесь не идет речь о хемосорбции, при которо происходит частичный или полный перенос зарядов. Однако, как показывает опыт, даже при вполне обратимых адсорбционных процессах (с характерными для физической адсорбции теплотами) происходит возмущение электрического поля адсорбента. Источником возмущающего действия считают либо электрическое поле диполя молекулы воды [1], либо более сложное координационное взаимодействие [8]. [c.111]

В условиях молярного переноса [I, 19] функции носителей во всех случаях осуществляются молями (глобулами), т. е. конечными массами жидкости, перемещающейся в виде индивидуальных жидких комков. При поперечном движении таких комков происходит одновременно перенос количества движения, теплоты и вещества. Следовательно, всем трем процессам молярного обмена отвечают одни и те же носители. Это, конечно, свидетельствует о родственности рассматриваемых процессов и существовании между ними глубокой внутренней связи, по не дает еще оснований для заключения о полной их идентичности и, соответственно, о единообразии количественных закономерностей. Интенсивность эффектов, обусловленных перемещением молей, должна существенным образом зависеть от характера взаимодействия между этими индивидуальными скоплениями жидкости и остальной ее массой. [c.186]

В [381] найдены очень низкие значения изостерических теплот адсорбции Кг и СН4 на цеолите (Н, Na)-Y (около 8 и 5 кДж/моль, соответственно). Достоверность этих данных вызывает большие сомнения, однако авторы допускают, что низкие значения теплот адсорбции могут быть обусловлены своеобразным характером адсорбционного процесса на декатионированном цеолите. Предполагается, что процесс адсорбции в этом случае сопровождается как выделением, так и поглощением энергии. Часть энергии переносится с адсорбата на цеолит, что приводит к некоторому увеличению диполь-ного момента ОН-групп цеолита. [c.231]

Общий метод анализа процесса сушки дисперсных материалов в движущемся слое основан на аналитическом решении дифференциальных уравнений тепломассопереноса внутри частиц с учетом изменения параметров сушильного агента по длине аппарата. Существенно, что характер изменения параметров сушильного агента не может быть задан извне, а устанавливается в результате тепло- и массообмена между сушильным агентом и влажным материалом в процессе их взаимодействия. Иными словами, распределения потенциалов переноса влаги и теплоты по длине аппарата являются функциями исследуемого процесса и должны быть определены в результате решения конкретной задачи. Для отдельной частицы, движущейся со слоем дисперсного материала, такого рода ситуация означает непрерывное изменение внешних потенциалов переноса во времени. [c.83]

Вначале разберем вопрос (уже слегка затронутый ранее) о характере соответствия между величиной, называемой количеством теплоты, и величинами механической природы. Понятие количества теплоты сложилось в рамках калориметрии, т. е. в системе соотношений, совершенно не связанных с зависимостями механической природы. При исследовании процессов перераспределения тепла в чистом виде (перенос тепла в твердом теле или в потоке жидкости умеренной скорости), когда первоначальное калориметрическое представление о теплоте не вступает в противоречие с физическим содержанием задачи, количество теплоты следует отнести к числу первичных величин. Если же существенны эффекты взаимного преобразования теплоты и работы, то обязательной становится энергетическая концепция теплоты со всеми вытекающими отсюда последствиями. В частности, возникает дилемма 1) либо количество теплоты подлежит переводу в разряд вторичных величин, и в таком случае принятая для нее основная единица измерения (например, калория) должна быть заменена производной единицей, принятой для работы (например, джоулем) 2) либо количество теплоты оставляется в числе первичных величин (с сохранением первоначальной единицы измерения), и одновременно в круг величин, существенных для процесса, включается размерная постоянная (механический эквивалент теплоты) с размерностью В современной практике широко распространены оба решения, хотя перевод количества теплоты в разряд вторичных величин (замена калории джоулем) не создает никаких осложнений, в связи с чем принципиальные преиму- [c.239]

Процессы переноса теплоты, импульса и массы, обусловленные самопроизвольными перемещениями молекул, радикалов, атомов, ионов, имеющими в газах и жидкостях характер броуновского, а в твердых телах - колебательного движения, протекают в направлении выравнивания температур, давлений и концентраций. Согласно воззрениям молекулярно-кинетической теории интенсивность процессов переноса в газах и жидкостях однозначно определяется длиной свободного пробега частиц и, следовательно, их физико-химическими харатеристиками и параметрами состояния. В зависимости от последних длина свободного пробега может изменяться в широких [c.42]

Одним из первых вопрос об условиях подобия процессов в камере энергетического разделения рассмотрел А. И. Гуляев. Разрабатывая гипотезу противоточного-теплообмена, он принял допущение, что в подобных вихревых трубах с установившимся адиабатным ламинарным течением вязкого газа имеют одинаковые значения показатель адиабаты Л = ср/с , числа Маха М= = ку/а (а — скорость звука), Рейнольдса Ее, Прандтля Рг. Величина A задана краевыми условиями. Поскольку перенос теплоты в вихревой трубе обусловлен в основном свободной турбулентностью, не зависящей от характера течения в ядре потока, в геометрически подобных трубах интенсивность переноса слабо зависит от числа Рейнольдса Ке, влияние которого можно учесть через число Стантона 81 = ф(Ке), не включая Ке в определяющие критерии. Не является определяющим и число Рг, изменения которого не влияют на характер процессов переноса в газах. При числе Маха М=1с1ет следует, что в геометрически подобных трутбах должны [c.19]

Интерес представляет сравнение данных по тепло- и массообмену, выполненное Марковой [40]. При исследовании процесса сублимации нафталина с поверхностью сферы, погруженной в псевдоожижеиный слой кварцевого песка различного фракционного состава, не было обнаружено значительного влияния диаметра частиц зернистого материала на массообмен. Установлено, что количество сублимированного нафталина возрастает при увеличении числа псевдоожижения до 7—8, а затем остается постоянным. При сопоставлении полученных данных с данными по теплообмену от металлического шарика к псевдоожнженному слою кварцевого песка того же фракционного состава обнаружено различие в характере зависимостей максимума на кривой Р = = / (ш) не наблюдается в отличие от зависимости а = / (ш), что можно объяснить различием в механизмах процессов переноса теплоты и массы от поверхности тела к псевдоожнженному слою материала (при теплообмене основная роль принадлежит твердым частицам, тогда как перенос массы происходит в газовую среду). [c.98]

Теплоты растворения 1Уг в н- и изоалканах различного состава были использованы для вычисления энтальпий переноса (ДЙ2) из бесконечно разбавленного раствора в 2,2,4,4,6,8,8-гептаметилнонане в бесконечно разбавленный раствор в другом алкане [24]. Обнаружено, что 0 для изоалканов и эндотермичны для н-алканов, причем эндотермичность процесса переноса увеличивается с увеличением размера молекулы н-ал-кана. Из этого факта был сделан вывод об усилении взаимодействия 1Уг и н-алканов с увеличением длины молекул последних и о наличии взаимной ориентации (корреляции) молекул немезогена и жидкого кристалла в изотропном растворе. Энтальпии переноса для 32 немезоморфных соединений рядов Н-, изо- и циклоалканов, аренов, конденсированных аренов, силоксанов и тетраалкил олова из раствора в толуоле в нематическую фазу ГУг при 25°С были определены калориметрически в работе [58]. Для всех соединений, за исключением н-алкана С20, энтальпии переноса оказались положительными. Они были использованы для оценки влияния природы и свойств немезоморфных соединений на характер их взаимодействия с 1Уг. Обнаружена корреляция между энтальпиями переноса и предельными наклонами Р °° и. [c.236]

Сопоставление аналитического решения с данными опыта показывает, что удовлетворительное согласование получается только при весьма небольших температурных напорах (приближенно изотермическое течение). При сколько-нибудь значительных температурных напорах вообще невозможно привести расчетные результаты к удовлетворительному согласованию с данными опыта, независимо от каких бы то ни было предположений о характере скоростного профиля. Под влиянием изменения плотности и вязкости возникают эффекты, которые совершенно не отражены в принятой при решении физической модели процесса. На основной процесс теплопроводности накладывается молярный перенос теплоты в радиальном направлении. Начинает проявляться влияние свободной конвекции. Течение турбулизируется. Происходит полное перерождение формы движения. [c.183]

Тепловой поток через произвольную элементарную площадку, выделенную в неравномерно нагретом теле, полностью определяется вектором q, который, в свою очередь, зависит только от значения X и grad Т в данной точке. Чтобы рассчитать интенсивность переноса теплоты в окрестности данной точки тела или среды в процессе теплообмена излучением, необходимо учесть энергию, переносимую всеми лучами, проходящими через данную точку. При этом на тепловое состояние любого малого элемента тела или среды непосредственно влияют все другие элементы излучающей системы. Таким образом, интегральным характером процесса теплообмен излучением отличается от теплопроводности. [c.417]

Необходимо отметить, что коэффициент переноса а при всех температурах не изменяется в широком диапазоне степеней заполнения и, следовательно, адсорбция ПАОВ не приводит к изменению механизма электродного процесса. Характер зависимости константы скорости реакции от степени заполнения электрода молекулами ПАОВ при различных температурах также практически остается без изменения. Как следует из данных Ф. И. Данилова и С. А. Панасенко, при электровосстановлении С(12+, и Еи + в присутствии алифатических спиртов теплота активации АН не зависит от степени заполнения, а потому усиление ингибирования с ростом 0 обусловлено соответствующим изменением энтропии активации. [c.170]

В изотермических реакторах теплообмен через стенку считается идеальным в результате тепло, выделяемое (или поглощаемое) при протекании реакции, мгновенно отводится от реагирующей смеси (или, наоборот, подводится к ней), так что температура остается постоянной. Если температуру нельзя считать постоянной, то реактор является неизотермическим. Частным случаем неизотермических реакторов являются автотер-мические реакторы, т. е. такие аппараты, в которых отсутствует теплопередача через стенку. Эти реакторы часто называют адиабатическими, полагая, что происходящие в них процессы носят адиабатический характер. Однако, это будет верно лишь для закрытой системы, т. е. для реактора периодического действия. В реакторах же полунепрерывного и непрерывного действия массопередача сопровождается переносом определенного количества теплоты, что приводит к изменению энтропии реагирующей смеси и не дает возможности считать процессы в реакторе адиабатическими. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология