Отдельные задачи теплопередачи

В результате изучения теплопередачи студенты должны овладеть ие только теорией, но и методами расчета основных процессов теплообмена. Ввиду этого изложение отдельных вопросов теплопередачи, как правило, сопровождается рекомендацией расчетных формул, с помощью которых можно решить основные задачи теплообмена. [c.2]

Эта книга предназначается в качестве учебного пособия для студентов и справочника для инженеров-практиков. Задачи теплопередачи встречаются почти во всех отраслях промышленности и благодаря разнообразию областей применения отличаются бесчисленным множеством деталей тем не менее принципы, положенные в их основу, повсюду одинаковы. Поэтому целью книга является в первую очередь изложение основ, а не деталей отдельных задач и особых случаев. Это направление обусловлено не только тем, что обсуждение частных случаев привело бы к чрезмерному объему книги, но, во-первых, тем, что решение ни одной частной задачи не может быть полноценным без овладения принципами, на которых основана вся область знания, и, во-вторых, тем, что после усвоения основных принципов решение специальных задач становится относительно простым. [c.12]

Решение задачи теплообмена между двумя теплоносителями, разделенными теплопередающей стенкой (например, между горячей и холодной водой, между конденсирующимся паром и нагреваемым газом и т. д.), сводится в основном к определению коэффициента теплопередачи к. При этом необходимо во всех случаях отдельно определить три величины, которыми характеризуется ко- [c.165]

Ниже представлены некоторые характерные примеры использования рассмотренных представлений о теплопередаче для решения отдельных химико-технологических задач. [c.535]

При расчете процессов теплопередачи наибольшую трудность представляет определение частных коэффициентов теплоотдачи. Изучение процессов теплопередачи ведется как в теоретическом, так и в экспериментальном направлении. В первом случае задачи решаются математически, во втором — путем непосредственного опыта. Вследствие ограниченности возможностей аналитического решения дифференциальных уравнений в изучении процесса теплоотдачи большое значение приобретает эксперимент. Однако экспериментальное изучение сложных процессов, зависящих от большого числа отдельных факторов, является очень трудной задачей. Одним из средств для решения этой задачи является теория подобия, которая по своему существу является теорией эксперимента. [c.69]

Одной из наиболее сложных задач при расчетах теплопередачи данного вида является определение характеристик камеры сгорания печей, где тепло передается одновременно всеми описанными выше способами или большинством из них. Такую задачу изучают двумя методами теоретическим — рассмотрением влияния отдельных факторов и эмпирическим —- анализом характеристик топки с целью установить влияние наиболее [c.245]

Большинство промышленных биореакторов снабжено охлаждающим кожухом и/или внутренними охлаждающими змеевиками. В последнее время для интенсификации процессов в биореакторах как обычной конструкции, так и новых конфигураций стали использовать наружные охлаждающие контуры. В некоторых реакторах новых конфигураций внутренняя охлаждающая система настолько нарушает основные гидродинамические рабочие характеристики, что исключает такое охлаждение. При увеличении размера реактора создание необходимой внутренней охлаждающей поверхности становится все более трудной задачей. Для геометрически подобных емкостей увеличение объема пропорционально кубу линейных размеров, при этом площадь увеличивается только пропорционально квадрату линейных размеров. Эффективность охлаждения аэробных биореакторов зависит от следующих факторов 1) переноса тепла от отдельных клеток в культуральную среду 2) переноса тепла от культуральной среды, содержащей диспергированные пузырьки газа и микроорганизмы, к охлаждающим поверхностям 3) поступления тепла за счет рассеяния механической энергии, затрачиваемой на перемешивание среды с целью ее аэрации 4) охлаждения при испарении, выравнивания температур и работы при расширении, связанной с прохождением воздуха через среду 5) изменения коэффициента теплопередачи вследствие загрязнения охлаждающих поверхностей накапливающимися на них микроорганизмами. Потенциальную значимость этих факторов необходимо рассматривать отдельно для каждой технологической системы. [c.449]

В целом, проводя параллель с итогами развития учения о теплообмен в сплошных средах, где длительное экспериментальное и теоретическое исследование теплообмена при вынужденной конвекции позволило получить решение лишь отдельных простых задач, и учитывая, что гидродинамика обтекания дисперсной средой много сложнее и слабо изучена, следует признать, что действительные перспективы получения достаточно точного теоретического соотношения для расчета теплопередачи в кипящем слое представляются сомнительными, тем более на основе существующих грубых допущений пакетной теории . [c.182]

В теории химических реакторов, [1—6] общепризнанным является прием построения математических моделей путем сочетания более простых элементов, описывающих химическую кинетику, процессы массо- и теплопередачи и др. В связи с применением ЭВМ эта идея нашла воплощение в блочно-модульном принципе моделирования. Понимая под модулем некоторую часть задачи, которая может быть проанализирована отдельно, а под блоком модулей — такое их сочетание, которое служит единой цели, будем при моделировании полимеризационных процессов выделять следующие блоки блок математической модели реактора блок меж-реакторных связей и аппаратов, составляющих полимеризацион-ный агрегат блок критериев оптимизации блок алгоритмов оптимизации и некоторые другие. Все блоки представляют собой иерархические структуры на каждом уровне иерархии выделяют несколько вариантов модулей. Вся система является открытой, благодаря чему можно по мере необходимости вводить в нее новые блоки, в блоки — новые уровни, на каждом уровне — новые модули и т. д. С другой стороны, блок должен быть гибким, чтобы можно было некоторые модули включать или отключать в зависимости от типа решаемых задач. [c.8]

Поэтому при анализе кинетических закономерностей необходимо учитывать эффекты, связанные с транспортом исходных веществ и продуктов реакции из потока к гранулам катализатора, между гранулами и внутри их, а также возникновение при этом возможных температурных градиентов. Подобие процессов переноса массы и тепла позволяет рассматривать их влияние совместно, с учетом специфики каждого. Изучение и анализ этих процессов выделены в отдельную область — макрокинетику, в задачи которой входит выяснение закономерностей диффузии и теплопередачи в связи с возможным влиянием их на рассматриваемые реакции. [c.291]

По отдельным главам внесены следующие изменения. В главу Основы гидравлики добавлен пример на определение кривой отклика и коэффициента продольного перемешивания. Значительно переработана глава Теплопередача в химической аппаратуре . В нее включены новые данные по теплоотдаче, добавлен пример по нестационарной теплопроводности, приведены новые примеры расчета теплообменников. Разработана новая глава Основы массо-передачи , в которой даны примеры и задачи по теоретическим основам массообменных процессов, включая пример на продольное перемешивание в насадочной колонне. Внесены некоторые изменения и в другие разделы. [c.3]

Бурный рост исследований в области теплопередачи, который наблюдается за последнее десятилетие, связан главным образом с развитием атомной энергетики и работами в области аэродинамики и космонавтики, интенсивно ведущимися во многих странах мира. Этот период ознаменовался освоением новой экспериментальной техники и дальнейшим усовершенствованием быстродействующих счетных машин, что существенно расширило возможности теории и эксперимента и позволило, наряду с исследованием новых и очень сложных проблем, провести гораздо более тонкий анализ ряда классических задач. Результаты подобных исследований публикуются обычно в виде отдельных статей в отечественных и зарубежных журналах. Из-за ограниченности места такие статьи рассчитаны на читателя, хорошо знакомого с состоянием исследуемой проблемы, и поэтому в них в сжатой форме кратко излагаются лишь неизвестные ранее результаты исследований. Неспециалисту в рассматриваемом вопросе чрезвычайно трудно использовать в практической деятельности материал, содержащийся в разрозненных журнальных статьях. Поэтому ясно, что время от времени, когда развитие учения о теплообмене достигает определенной стадии, назревает необходимость обзорной работы или монографии, в которой изложение материала, начинающееся с широко известных принципов, последовательно доводится до рассмотрения современного состояния этой отрасли знаний. Такая монография, несомненно, принесла бы пользу инженерным и научным работникам. Мы надеемся, что предлагаемая серия Проблемы теплообмена решит эту задачу. [c.6]

В вузах ЧССР наука о теплопередаче стала отдельным предметом преподавания. Вследствие того, что в этой области теория проверяется и развивается на основе обобш,ения результатов целого ряда экспериментов и учета производственных условий и опыта, в настоящем труде уделяется необходимое внимание взаимосвязи указанных факторов. Исходя из соответствующих теоретических предпосылок, в книге дано решение задач математического и конструкционного характера кроме того, в книге описываются опыты, имеющие целью практическое решение теплотехнических задач. При этом, учитывая разнообразие материалов, применяемых в химической промышленности, подчеркивается необходимость использования формул, имеющих наиболее широкое применение. [c.3]

Обе структуры при упрощении вырождаются в более частные структуры расчета любой одной пары неизвестных температур. В обеих структурах расчет функции эффективности элемента Фэ выделен в отдельную структуру (см. БС — Фэ нас. 151), так как значение Фэ используется в других задачах расчета теплопередачи и самостоятельно при анализе теплопередаточного совершенства схем тока.. [c.123]

Ионы кальция и магния относятся к основным примесям речных вод, и именно эти примеси во многом определяют технологическую ценность воды, методы водообработкн и возможности использования воды для отдельных отраслей технологии. Определяющее значение для качества воды ионов кальция и магния связано с их способностью к образованию труднорастворимых соединений. При использовании речных вод в качестве растворителя, транспортного средства, теплоагента происходит осаждение труднорастворимых соединений кальция и магния на поверхности технологических аппаратов или коммуникаций в виде прочных инкрустаций. Это приводит не только к снижению технологических и экономических показателей реального процесса (повышению гидравлического сопротивления в системе, снижению коэффициентов теплопередачи через инкрустированную поверхность, местным перегревам), но и к интенсификации коррозии металлической поверхности аппаратов и трубопроводов. Поэтому одной из основных задач подготовки воды является снижение содержания кальция и магния путем перевода их в труднорастворимые соединения (а часто и их полное удаление). [c.37]

К настоящему времени разработаны приемы, позволяющие стыковать решения уравнений теплопередачи и газодинамики конечно-разностным методом в рамках крупной сетки (в зональной постановке) для учета процессов радиационного переноса и в рамках мелкой сетки (узлов) для учета процессов кондуктивного переноса и газодинамики. При этом удается учитывать динамику нафева. В целом этот метод, разработанный в УГТУ - УПИ под руководством В. Г. Лисиенко [5.20-5.22], определяется как динамический зонально-узловой метод (ДЗУ-метод) и может в настоящее время являться основой имитационно-оптимизирующих моделей верхнего уровня для проектирования и управления в энерготехнологических афегатах. Этот метод органически объединил воедино преимущества зональных и потоковых методов, наложив на них дополнительные преимущества в виде синхронного моделирования гидродинамики процессов. Для решения конкретных задач могут использоваться отдельные эле- [c.416]

Изучение промышленных топочных устройств, работающих па газовом топливе, затруднено из-за сложности процессов, протекающих в них, трудоемкости эксперимента и необходимости затраты на него больших средств. Сложность процесса горении в реальных топливосжигающих устройствах объясняется совместным воздействием на него явлений физико-химических превращений, гидродинамических и тепловых. Законы отдельных явлений этого комплекса даются учениями о химической кинетике, гидродинамике и теплопередаче, однако общее решение, учитывающее их совместное влияние, отсутствует. Вследствие этого нет точной количественной оценки процесса горения, а следовательно, и отсутствуют надежные способы расчета топочных устройств. Даже составление системы дифференциальных уравнений, описывающих процесс горения в целом, пе решает задачи, так как невозможно получить их общий интеграл. Во-первых, само написание такой системы является сложной задачей из-за отсутствия ясных представлэний о кинетике горения, а во-вторых, решение этой системы сопряжено с непреодолим мыми математическими трудностями. [c.192]

Задачей конструирования испарителя и выпарного аппарата является возможно полное удовлетворение трех основных комплексных требований, указанных в 7-3 технологических, конструктивно-эксплуатационных и оптимальных технических и технико-экономических показателей. Полное удовлетворение всех трех требований можно себе представить у так называемой оптимальной модели выпарного аппарата. Такой оптимальной моделью тарного аппарата в части коэффициента теплопередачи мог бы быть аппарат, у которого к максимально, что будет иметъ место, когда термические сопротивления с обеих сторон стенки будут минимальными, а условия образования осадков и удаления неконденсирующихся газов наиболее благоприятными. Построение такой оптимальной модели нередко представляет затруднения, так как отдельные факторы на отдельных участках могут действовать в противоположном направлении. Так, например, влияние на величину к увеличения весового напряжения поверхности нагрева на участке конденсации греющего пара и на участке кипящей жидкости — противоположно. В таких случаях необходимо выяснить, где для данного аппарата, а значит, и данной оптимальной модели имеет место основное термическое сопротивление. [c.339]

Весьма важен затронутый И. Ролленом вопрос о коэффициентах теплопередачи. Хотя я не могу привести на память точные данные о коэффициентах теплопередачи между охлаждающей средой и пульпой комплексов, проблема эта была детально изучена. На фиг. 4 доклада видно, что мы пытались найти наиболее рациональную конструкцию теплообменника для нолузаводской установки, применяя различные их варианты в разных реакторах. Задача сводилась в основном к предотвращению кристаллизации и нарастания мочевины на поверхностях теплообмена, что могло вызвать, весьма быстрое снижение коэффициента теплопередачи. Чтобы предотвратить, кристаллизацию, необходимо поддерживать достаточно быстрое движение растворов в то же время разность температур должна быть сравнительно невелика. В этом отношении положение несколько облегчается тем, что после начала реакции образования комплексов раствор мочевины уже перестает быть насыщенным. Имеш-О так обстоит дело во втором реакторе, а в отдельных случаях даже в первом. Следовательно, но мере движения материалов в последовательных реакторах каскада раствор мочевины снова приближается к насыщению (но не становится пересыщенным) лишь после снижения температуры и приближения реакции к полному завершению.. Резюмируя, можно предположить, что выносные теплообменники, вероятно, потребуется сохранить лишь в первых реакторах каскада, разумеется в них придется поддерживать достаточно большую скорость циркуляции материала. Это не создает сколько-нибудь серьезных трудностей. [c.146]