Теплопроводность и перенос тепла

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]

Поэтому в ряде случаев диффузия и теплопроводность проходят очень по-разному. Рассмотрим, например, передачу тепла и вещества внутри пористого зерна катализатора. Небольшой участок зерна в крупном масштабе схематически изображен на рис. 15.2. Диффузия идет здесь по извилистым узким порам между твердыми частицами. Перенос же тепла происходит в основном по твердому . Путь диффузии из точки А в точку В оказывается гораздо длиннее пути теплопроводности, перенос тепла существенно интенсивнее, чем перенос вещества. [c.180]

В ходе переноса тепла, сопровождающегося парообразованием, экспериментально обнаружен тепловой пограничный слой, который меняет свою толщину симбатно с ростом размеров парогазового пузыря [166]. Найдено, что этот слой выталкивается растущим пузырем из-за испарения на границе раздела пузырь-сплошная среда и нестационарности переноса тепла за счет теплопроводности окружающей жидкости. Эти процессы приводят к увеличению толщины пограничного слоя вокруг пузыря. [c.158]

I —перенос тепла теплопроводностью (первый порядок)-, 2 —параллельные или. последовательные реакции первого порядка-, 3 —единичная стадия смешения первого порядка 4, 7 — последовательные и параллельные многостадийные процессы 5 —последовательности тепловых стадий 6 — многостадийные последовательности перемешивания 8 — кинетические зависи мости, являющиеся функцией температуры 9 —кинетические закономерности второго и высших порядков 10— проточный (трубчатый) реактор I — непрерывно и периодически действующие реакторы с перемешиванием 2 —реакторы для гетерогенного катализа [c.117]

Важный вопрос теории рассматриваемого метода исследования - учет роли переноса тепла излучением в среде, полупрозрачной для инфракрасного теплового излучения. Этот вопрос относится к одной из самых серьезных проблем, возникающих при изучении теплопроводности жидкостей. Наличие радиационного переноса тепла путем переизлучения в среде может не только су щественно искажать данные по теплопроводности, но и приводить к нарушению закона Фурье со всеми вытекающими отсюда последствиями. В этих условиях теряет смысл понятие коэффициент теплопроводности, перенос тепла становится зависящим от кон( и-гурации системы, от излуча-тельных свойств поверхностей и т.п. (к этому вопросу мы вернемся в гл. У, 2 при обсуждении данных по теплопроводности углеводородов). Б работе /15, 18/ были проведены расчеты вклада радиационного переноса для плоских температурных волн и показано, что в экспериментах с плоскими зондовыми датчиками измеряемая теплопроводность является чисто молекулярной, свободной от радиационного вклада. В /10/ этот важный вывод был распространен на эксперименты с проволочными датчиками. [c.8]

Теория жидкостной пленки Нуссельта предполагает что слой конденсата является таким тонким, что температура в указанном слое меняется по линейному закону. Кроме того, предполагается, что перенос тепла к поверхности конденсации осуществляется лишь путем теплопроводности, вследствие того, что движение жидкостной пленки является ламинарным. Таким образом, общее термическое сопротивление теплопереходу определяется толщиной пленки конденсата. Физические свойства конденсата в данном случае определяются для средней температуры пленки. Предполагается, что поверхность конденсации является относительно гладкой и чистой, а температура ее постоянной. [c.83]

В пористом катализаторе перенос тепла осуществляется как с помощью молекулярного теплопереноса в порах, так и за счет теплопроводности самого катализатора. В газах коэффициент молекулярной теплопроводности Хм примерно равен коэффициенту молекулярной диффузии умноженному на теплоемкость единицы объема газа Y. Эффективный коэффициент теплопроводности пористой частицы можно представить формулой [c.102]

Теплопроводность. Перенос тепла теплопроводностью в телах жидких и газообразных усложняется подвижностью их частиц, проще явления передачи тепла теплопроводностью при рассмотрении твердых тел. [c.41]

Механизм теплопередачи в зернистом слое. В потоках газов с понижением числа Ве твердые частицы начинают играть активную роль в теплопроводности зернистого слоя при атом нарушается подобие процессов тепло- и массопереноса, имеющее место при больших числах Ке. Для анализа процесса переноса тепла в зернистом слое необходимо учесть три механизма теплообмена 1) перенос тепла движущимся газом 2) теплопроводность по твердой фазе через точки контакта частиц и 3) смешанный механизм теплопередачи по газовой и твердой фазам через поверхность их раздела. При высоких температурах необходимо учесть также лучистый теплообмен мы, однако, ограничимся диапазоном температур, характерным для каталитических процессов, в котором лучеиспусканием можно пренебречь по сравнению с остальными механизмами переноса тепла. [c.241]

Теплопроводность. Теплопроводность — перенос тепла в телах без перемещения их отдельных частей, без конвекции и лучистого теплообмена. [c.27]

В данной конструкции предусматривается возможность разрушения пленки жидкости, прилегающей к поверхности теплообмена, которая не участвует в процессе конвективного переноса тепла, и и из-за малого значения коэффициента теплопроводности жидкости [c.238]

Тепловая изоляция и расположение нагревателей могут быть различными. Если для обогрева трубопровода достаточно одного нагревателя, то его обычно располагают вплотную к нижней части трубопровода. Для улучшения теплопередачи от спутника к трубопроводу применяют металлические накладки и теплопроводный цемент, которым заполняют полости между трубами. В некоторых случаях трубопроводы и нагреватель обертывают общим теплоизоляционным слоем и накрывают кожухом. Такую изоляцию рекомендуется применять при температурах нагрева 50—80 °С. При более высоких температурах применяют изоляцию с полуобогре-вом , позволяющую значительно улучшить условия переноса тепла. Иногда для увеличения поверхности нагрева трубопровода используют специальные гофрированные прокладки из алюминиевой фольги, которая обладает высокой отражательной способностью. [c.305]

Перенос тепла может происходить посредством теплопроводности от частицы к частице, а перенос массы — путем молекулярной диффузии. Л ожет, однако, иметь место и одновременный перенос тепла и массы посредством конвекции. В случае движения, вызванного внешними силами, мы имеем дело с вынужденной конвекцией в случае движения, вызванного разностью температур или концентраций,— со свободной. [c.92]

Важную роль играет эффективный коэффициент теплопроводности зернистого слоя (механизм переноса тепла подробно обсуждался ранее). Этот коэффициент может быть рассчитан по изме- [c.154]

В аппаратах диаметром 51, 75, 146 мм перенос тепла в продольном направлении изучали по приведенной выше методике, а в радиальном — с помощью погруженных в слой электронагревательных элементов. Последние устанавливали вдоль оси слоя таким образом, что радиальный тепловой поток проходил между ними и охлаждаемой стенкой цилиндрического аппарата. Эффективная теплопроводность в вертикальном направлении составляла 175—433 Вт/(м-К) [150—37 200 ккал/(м-ч-°С)] и превышала радиальную примерно в 50 раз. [c.261]

Второе направление постулирует доминирующую роль переноса тепла движущимися твердыми частицами, учитывая также теплопроводность через пленку ожижающего агента около поверхности. Высокие значения к приписываются большим температурным напорам при прогреве (охлаждении) движущихся твердых частиц у поверхности теплообмена. Здесь учитывается влияние теплофизических свойств твердого материала, причем одни авторы исходят из многократно повторяющихся актов нестационарного теплообмена между поверхностью и твердыми частицами, переносящими тепло в ядро псевдоожиженного слоя другие— из нестационарного прогрева потока твердого материала вд оль поверхности а также из несколько иных представлений [c.419]

Величину кр можно оценить из анализа переноса тепла теплопроводностью через шарообразную пограничную пленку диаметром ц, окружающую частицу диаметром (1 [c.458]

После выбора средств фильтрования и определения постоянных в уравнениях, описывающих этот процесс, можно, используя указанные уравнения, рассчитать фильтры. Необходимо отметить, что основные уравнения фильтрования, относящиеся к движению жидкости сквозь пористую среду, являются гидродинамическими аналогами уравнений теплопроводности и электропроводности. При этом, как показывает опыт, точность таких уравнений фильтрования не уступает точности уравнений, описывающих процессы переноса тепла или электричества. [c.21]

Нестационарный неравновесный адиабатический рост трещины. Адиабатическое состояние разрушения возникает, если трещина развивается с такими скоростями, при которых не успевает произойти перенос тепла через границу некоторой зоны, содержащей трещину если мала теплопроводность материала (неметаллы) если тело имеет относительно малые размеры при большом тепловом сопротивлении на границе тела. [c.196]

На основе указанной особенности в теории ламинарного горения разработаны методы, позволяющие существенно упростить описание явления. В самом деле, зону химических реакций можно рассматривать как некоторый пограничный слой. Тогда решение этой внутренней задачи (т.е. распределения концентраций и температуры в зоне реакций) находится с помощью сравнительно простых методов, поскольку в уравнениях диффузии и теплопроводности перенос тепла и вещества вдоль фронта пламени несуществен, и, следовательно, достаточно, проинтегрировать систему обыкновенных дифференциальных уравнений. При решении внешней задачи химические реакции можно не учитывать, а сращивание внутреннего и внеишего решений позволяет определить положение фронта пламени. [c.8]

Интенсивное перемешивание твердых частиц обусловливает высокую эффективную теплопроводность кипящего слоя. Перенос тепла в нем осуществляется, главным образом, самими частицами, нагревающимися или охлаждающимися у теплообменной поверхности и перемещающимися внутрь слоя. Благодаря этому в кипящем слое создается почти полная изотермичность как по длине, так и по сечению. [c.269]

Более точное уравнение теплового баланса должно учитывать перенос тепла вдоль слоя за счет теплопроводности, а также перепад температуры по сечению, отнюдь не исключенный при проведении процесса в движущемся слое. [c.319]

Более "быстрыми по сравнению с теплопроводностью являются лучистый и конвективный перенос тепла, последний япя многих высушиваемых тел исключен. Нагреву подвергаются тела, содержащие воду. Вода имеет характерный максимум диэлектрической проницаемости в области СВЧ диапазона электромагнитных волн. Выбор воздействия СВЧ электромагнитного поля является в решении данной задачи физически оптимальным. Дальнейшее ускорение процесса сушки может быть достигнуто при использовании вибраций или акустического поля, ускоряющими перенос влаги к поверхности и ее удаление от поверхности тела [6]. При решении более общей задачи необходимо рассмотреть все возможные физические явления, приводящие к конечной цели. [c.9]

Изучение и оценка переноса тепла в реакционном объеме представляют большие трудности. Особенно это относится к реакторам с насадкой, так как тепл оперен ос в них осуществляется не только через массу реагирующего газа или жидкости, но и непосредственно через твердую фазу. В ряде случаев в тепловом балансе необходимо учитывать также и лучеиспускание. Поэтому, чтобы различные механизмы переноса тепла можно было однозначно характеризовать, вся масса реакционного объема в соответствии с диффузионной моделью рассматривается как некоторая однородная (гомогенная) среда, в которой перенос тепла происходит с некоторым эффективным коэффициентом температуропроводности Отэ По тем же причинам, что и для коэффициента переноса вещества (неизотропность реакционной среды, упрощение расчетов), вместо 0 будем рассматривать его продольную и поперечную составляющие ат и атг. При этом вначале определяются коэффициенты теплопроводности и Хг, ккал1м ч град. Величина коэффициента температуропроводности определяется из соотношения [c.67]

Газовая смесь течет по каналам между гранулами катализатора. При этом происходит тепло- и массоперенос между частицами и потоком. В ядре потока массо- и теплообмен осуществляются, главным образом, за счет конвекции, так как поток обычно турбулентный.Вблизи поверхности имеется ламинарный пограничный слой, скорость газа в котором падает до нуля у поверхности гранулы. Транспорт реагентов и продуктов реакции через него в направлении, нохмальном к поверхности, осуществляется путем молекулярной диффузии, а тепла -теплопроводностью. Перенос тепла может происходить также посредством теплопроводности от частицу к частице через поверхность контакта и излучением меаду частшщми. [c.60]

Выбор наиболее надежных значений коэффициентов В должен проводцться с учетом данных по радиальной теплопровод-ности зернистого слоя, приведенных в разделе IV. 3 (рис. IV. 10) так как механизмы конвективного переноса тепла и вещества совершенно одинаковы. На рис. III. 5 показана зависимость по формуле (IV. 37), которая удовлетворительно описывает опытные данные различных исследователей для радиальной теплопроводности в слое шаров. [c.95]

Теплопроводность — перенос тепла, обусловленный невидимым движением частиц (молекул, атомов). Такой вид теплообмена связан с налицием тесного соприкосновения между отдельными частицами тела. В чистом виде теплопроводность наблюдается в твердом теле. [c.123]

Во второй период сушки перенос тепла в сухой области тела осуществляется истинной теплопроводностью. Перенос тепла через сухой слой аналогичен переносу тепла ппи конвективной сушке во второй период. Во влажной области тела, помимо истинной теплопроводности, свой вклад в перенос тепла вносит и конвективная теплопроводность, обусловленная парообразованием. происходящим в зоне перемеп1аюп1егося фронта испарения, и переносом жидкости. Расчет плотности потока тепла а в этом случае производится по основному уравнению кинетики процесса сушки (см, 8-5)- Плотность потока тепла п. переносимого через влажную область материала, можно рассчитать по экспериментальным данным и значению ц. использовав выражение (4-1-16 ), в котором для этого случая — температура поверхности испарения. [c.77]

Указанные явления связаны с необычным характером переноса тепла в сверхтекучем гелии. Теплопередача в НеП носит своеобразный конвективный характер и принципиально отличается от обычной теплопроводности. Перенос тепла осуществляется только нормальной компонентой, поскольку энтропия сверхтекучей компоненты равна нулю. Но через тонкий капилляр движется в основном лишь сверхтекучая часть, не переносящая тепловой энергии, по этой причине и появляется механо-калорический эффект. [c.7]

Условия процесса могут быть постоянными по всему сечению реактора только при хорошем поперечном перемешивании реагирующей смеси. Последнее обычно описывается эффективным коэффициентом поперечной диффузии Е . В неподвижном слое поперечное перемешивание вызывается разделением и слиянием потоков при обтекании твердых частиц. Анализ этого процесса с помощью метода случайных блужданий приводит к значению радиального числа Пекле Ре = vdJE , равному — 8. В многочисленных экспериментальных исследованиях в неподвижных слоях без химических реакций были найдены числа Пекле от 8 до 15 причем при Ке > 10 число Пекле не зависит от числа Рейнольдса. Это подтверждает предположение о том, что поперечное перемешивание является чисто гидродинамическим эффектом. Числа Пекле для переноса тепла те же, что и для переноса вещества, а это говорит о пренебрежимо малой роли твердых частиц в процессе поперечной теплопроводности. С уменьшением числа Рейнольдса ниже 10 число Пекле сначала возрастает, но затем начинает уменьшаться, так как при [c.263]

Задача прогрева зернистого слоя газом, имеющим постоянную температуру на входе, решена во многих работах [73—75]. Систематизация и анализ этих решений содержится в. работе [76]. Обычно задачу рассматривают при следую щих упрощающих предположениях внутреннее термическое со противление элементов слоя мало по сравнению с внешним со противлением теплообмену (В1 0) расход газа равномерен по сечению слоя продольная теплопроводность мала по срав нению с конвективным переносом тепла. В этом случае диффе ренциальные уравнения в безразмерном виде можно предста вить так [c.145]

Численный метод Крэнка В работе Розенберга, Даррилла и Спенсера приведен пример расчета процесса, в котором протекает реакция первого порядка. Профиль скоростей по сечению трубы считался плоским. Перенос тепла и массы в радиальном направлении был принят пропорциональным первой производной температуры или концентрации. Турбулентная диффузия и теплопроводность, влияющая на реакцию, считались постоянными. Осевая диффузия не учитывалась. [c.203]

Проведение двух исследований методами теплопередачи (с помощью одномерной теплопроводности и радиального смешанного теплопроводно-1конвективного переноса тепла по напластованию и вкрест напластования) в пористой среде в региональном масштабе в течение длительного периода времени (от 5 месяцев до 3,5 лет) позволило решить ряд задач по изучению гидродинамической характеристики залежи (пьезопроводности, проницаемости и др.) [10]. [c.11]

Теплопроводностью называется явление переноса тепла при непосредственном соприкосновении частиц тела. Этот вид передачи тепла особенно характерен для твердых тел. Например, при нагревании металлического стержня с одного конца тепло расцространяется по всему стержню в результате колебательного движения молекул. [c.49]

Экспериментальным исследованием поперечной теплопроводности зернистого слоя занимались многие авторы [26—28]. Перенос тепла в зернистом слое осуществляется тремя путями [27, 28] движущейся жидкостью или газом, через твердые частицы и точки их соприкосновения и смешанный перенос через твердые частицы и обтекающий их поток. Пренебрегая последним способом переносом тепла и считая два первых аддитивными, Аэров [27 ] предложил следующую формулу для определения эффективного коэффициента поперечной теплопроводности [c.222]

Уравнения (3.10) и (3.11) написаны для одного компонента и единственной реакции в предположении равнодоступности всей поверхности. Для сложных смесей могут оказаться существенными процессы переноса тепла и вещества стефановским потоком, термодиффузией, диффузионной теплопроводностью. Неравнодо-стунность наружной поверхности зерен катализатора в неподвижном слое связана с тем, что основной поток газа проходит в виде струй, омывая часть наружной поверхности зерен катализатора. Вблизи точек контакта зерен образуются карманы>>, непроточные области, вихревые зоны. Тепло- и Д1ассообмен между поверхностью и потоком в проточной части и в непроточной области, вообще говоря, различен. Но при скоростях потока порядка 0,5 нм /с можно считать поверхность зерна равнодоступной, характеризуемой одним коэффициентом обмена. [c.156]

Анализ процесса для неподвижного слоя показывает что при высоких скоростях газа V продольная теплопроводность подавлена вынужденной конвекцией в этом случае теплообмен действительно происходит в условиях внешней задачи Аре -> Ар. Однако, при малых V определяющим становится перенос тепла эффективной теплопроводностью, так что величина Ар , если она вычислена без учета к а, может оказаться значительно меньше величин, соответствующих значению (Nupe)п ln = 2. [c.464]

При изучении радиального переноса тепла обнаружено , что эффективная теплопроводность в полупсевдоожиженном слое примерно в 75 раз выше, нежели в неподвижном. При этом рассматриваемая теплопроводность повышается с ростом размера элементов насадки и уменьшением размера псевдоожиженных частиц это является, очевидно, следствием увеличения просветов между элементами непсевдоожиженной насадки, что способствует более интенсивному движению твердых частиц. Коэффициент теплоотдачи к стенкам аппарата при повышении скорости ожижающего агента проходит через максимум. Оказалось, что играет роль форма элементов насадки заметно большие коэффициенты теплоотдачи были получены при использовании латунных цилиндров, нежели стальных шаров. [c.539]

Аналогичным образом может быть описан процесс продольной теплопроводности в зернистом слое. В потоках газов перенос тепла идет в основном по движущейся фазе при Ке > 10 в жидкостях тепло переносится исключительно движущейся фазой збке при весьма малых числах Рейнольдса. Твердые частицы в этих условиях выступают в роли застойных зон, и при оценке характеристик функции распределения можно воспользоваться формулами ( 1.42) (см. раздел 1.5). [c.229]