Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Передача вещества и тепла в потоке

    Рассмотрим передачу тепла через слой однородного вещества, например через плоскую стенку толщиной 6. Примем, что температуры поверхностей стенки поддерживаются на постоянном уровне и равняются и /а- Режим теплопередачи является установившимся, стационарным, если установившаяся в отдельных местах гела температура не изменяется во времени. Через поверхность Р в перпендикулярном к ней направлении в единицу времени проходит количество тепла, равное ( фиг. 15). Температура t по направлению теплового потока уменьшается по толщине (1х на величину сИ. Согласно закону Фурье [c.22]


    По способу передачи тепла различают теплообменные аппараты поверхностные и смесительные. В первом случае передача тепла происходит через разделяющие твердые стенки, во втором — непосредственным контактом (смешением) нагретых и холодных сред (жидкостей, газов, твердых веществ). Поверхностные аппараты подразделяются на рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных аппаратах тепло от горячих теплоносителей к холодным передается через разделяющую их стенку, поверхность которой называется тепло-обменной поверхностью, или поверхностью нагрева. В регенеративных аппаратах оба теплоносителя попеременно соприкасаются с одной и той же стенкой, нагревающейся (аккумулируя тепло) при прохождении горячего потока и охлаждающейся (отдавая аккумулированное тепло) при последующем прохождении холодного потока. Регенераторы являются аппаратами периодического действия, рекуператоры могут работать как в периодическом, так и в непрерывном режимах. Классификацию теплообменных аппаратов по конструктивному признаку мы рассмотрим ниже параллельно с описанием их устройств. [c.323]

    При определении скорости горения ВВ часто приходится сталкиваться с искажающим результаты измерений влиянием оболочки заряда. Уже давно отмечено, что в металлических не слишком массивных оболочках скорость горения зарядов ВВ оказывается больше, чем в окружении плохо проводящих тепло материалов [38]. Объяснение эффекта теплопроводящих стенок было дана уже в работах Андреева [37]. Хорошо проводящая тепло оболочка заряда (например, металлическая) позволяет увеличить тепловой поток в несгоревшее вещество за счет отбора и передачи тепла из зоны высокой температуры в обход плохо проводящей тепло газовой фазы продуктов сгорания заряда. Тепло, переданное по стенке, идет на повышение начальной температуры заряда в подповерхностных слоях, что в силу зависимости скорости горения от температуры ВВ приводит к росту средней скорости сгорания заряда. Понятно, что чем выше скорость горения, тем [c.256]

    При описании процессов передачи тепла или вещества между потоком газа или жидкости и твердой поверхностью часто вводят для наглядности условное понятие приведенной пленки. Допустим, что вдали от поверхности (в так называемом ядре течения) температура и концентрация постоянны (для турбулентного потока это допущение не так далеко от действительности) и что изменение этих величин происходит только в слое толщины б, непосредственно прилегающем к поверхности. Этот воображаемый слой и называют приведенной пленкой. Толщину ее б подбирают таким образом, чтобы получить истинную интенсивность переноса в допущении, что механизм его в пленке является чисто молекулярным. Таким образом имеем  [c.34]


    ПЕРЕДАЧА ВЕЩЕСТВА И ТЕПЛА В ПОТОКЕ [c.83]

    Интенсивность протекания процессов горения, как будет показано дальше, зависит от интенсивности передачи вещества и тепла в потоке, которая происходит как за счет движения газа массовым потоком, так и диффузией и теплопроводностью. [c.83]

    Выбрав типичные для целого ряда интересующих нас конкретных задач геометрические условия (трубка, шарик в потоке, слой и т. п.), мы изучаем зависимость критерия Нуссельта или Маргулиса от критериев Рейнольдса и Прандтля. Определив такую зависимость из исследования любого модельного процесса, мы можем в дальнейшем пользоваться ею для расчета любых процессов и притом как процессов передачи тепла, так и передачи вещества. [c.366]

    Вопрос о распространении пламени в горючей смеси является одним из наиболее сложных в теории горения. Горение может происходить в неподвижных средах, при ламинарном течении горючей смеси и в турбулентном потоке, при предварительном перемешивании паров горючего и окислителя или при раздельной их подаче. Процесс горения по существу представляет химический процесс, однако скорость его часто определяется физическими процессами — испарением, передачей вещества и тепла. [c.152]

    Интересно отметить, что решаемые совместно с уравнением (16.11) уравнения материального баланса обычно можно записывать в приближении идеального вытеснения слой хорошо выравнивает поток, а передача вещества по гранулам, в отличие от передачи тепла, пренебрежимо мала. Но уравнение [c.194]

    Горение топлива в тепловых двигателях обычно происходит в сильно турбулизованном потоке. Турбулентный поток характеризуется неупорядоченным движением частиц газа, при котором скорость в каждой точке потока меняется по направлению и по величине. Для турбулентного потока характерно наличие пульсаций скорости, давления, температуры и концентрации вещества. Молекулярный механизм передачи тепла и массы вещества интенсифицируется пульсациями и перемешиваниями отдельных объемов газовой смеси. Параметрами, характеризующими турбулентность потока, являются путь перемешивания (масштаб турбулентности) и коэффициент турбулентного обмена. [c.138]

    Различают два способа охлаждения веществ (передачи холода) 1) непосредственное 2) посредством промежуточных теплоносителей. По первому способу, используемому преимущественно для охлаждения газов, последние непосредственно являются охлаждаемой средой в испарителе, отдавая тепло на испарение хладоагента. Второй способ применяется в основном для охлаждения жидкостей, причем охлаждаемой средой испарителя служит поток промежуточного теплоносителя, циркулирующий между испарителем и потребителями холода. Достоинством этого способа охлаждения является возможность передачи холода многим потребителям, расположенным на разных расстояниях от общего испарителя. Его недостатки необходимость применять более [c.740]

    Основой процесса горения топлива в камерной топке являются химические реакции его горючих элементов с кислородом, причем эти реакции протекают в потоке и в сложных условиях в сочетании с рядом физических процессов, накладывающихся на основной химический процесс. Такими процессами являются движение подаваемых в топочную камеру составляющих горючую смесь газовых и твердых или жидких диопергир ованных веществ в системе струй и потоков в ограниченном Пространстве топочной камеры с развитием вторичных, в том числе и вихревых, течений, в совокупности образующих сложную структуру аэродинамики топки конвективный перенос, турбулентная и молекулярная диффузия исходных веществ и продуктов реакции в газовом потоке, а при сжигаиии твердых и жидких топлив также перенос газовых реагентов к диспергированным частицам передача тепла, выделяющегося в ходе химических реакций, в газовом потоке и от газовой среды к экранным поверхностям, размещаемым в топочной камере. [c.4]

    Аппараты идеального перемешивания. Будем считать, что поступающий поток немедленно распространяется по всему объему аппарата концентрации и температура во всех точках аппарата в любой момент времени одинаковы и равны концентрациям и температуре в выходном потоке. При этом отсутствуют диффузионный поток- вещества и передача тепла внутри аппарата теплопроводностью (рис. П1-2). [c.94]

    Принимая для турбулентного потока одинаковый механизм передачи тепла и вещества, получим  [c.329]

    Согласно второму закону термодинамики, тепло должно передаваться от более нагретого вещества к менее нагретому. Передача тепла всегда обусловлена разностью температур, и изменения тепловых потоков сопровождаются изменениями [c.101]


    Любой технологический процесс получения и переработки химичес ких веществ включает теплообменные процессы. Аппараты, в которы происходит передача тепла, называются теплообменкиками. Дпя поД< грева или охлаждения потоков веществ на химических заводах чаш всего используются такие теплоносители, как вода, насыщенный ил1 перегретый пар, хпадоагенты, горячие газы и др. [c.182]

    Основой математического моделирования в химии является, во-первых, возможность изучения химизма, кинетики реакции, ее промежуточных стадий, побочных продуктов и скоростей превращения веществ в лабораторных условиях во-вторых, использование для большинства важных физических процессов уже выясненных физиками и сопровождающих химическую реакцию (перенос тепла вместе с веществом, передача его стенкам сосуда и катализатору, гидродинамические характеристики реакционного потока и т. д.) готовых уравнений. Затем на основе математических выражений химических и физических законов составляется математическое описание технологического процесса, которое объединяет взаимодействие химических и физических стадий в единый процесс. Анализ математических уравнений и их решение позволяют расчетным путем предсказать результаты протекания процесса в установках любого масштаба  [c.318]

    При ламинарном движении во внутренней задаче закон передачи тепла или вещества оказывается сильно зависящим от длины трубы. В начальном участке трубы происходит процесс формирования профиля скоростей, а затем профиля температур или концентраций. Лишь на достаточно большом расстоянии от начала трубы мы имеем дело с полностью установившимся потоком, т котором распределение скоростей, температур и концентраций по сечению трубы не меняется уже более с ее длиной. Профиль скоростей при этом удовлетворяет хорошо известному из гидродинамики параболическому закону Пуазейля. [c.39]

    Теплообменными аппаратами, или теплообменниками, называют такие аппараты, в которых происходит обмен тепла между двумя веществами (теплоносителями). Один теплоноситель (горячий) более нагрет и отдает тепло, а другой теплоноситель холодный имеет более низкую температуру и воспринимает тепло, отдаваемое первым теплоносителем. По способу передачи тепла теплообменные аппараты делятся на две основные группы поверхностные теплообменники и теплообменники смешения. В теплообменных аппаратах смешения тепло передается от одной среды к другой путем непосредственного контакта теплообменивающих потоков. К таким теплообменным аппаратам относятся, например, скрубберы для охлаждения газов, барометрические конденсаторы вакуумных колонн, конденсаторы смешения. Однако смешение теплоносителей допустимо сравнительно редко, поэтому поверхностные теплообменники распространены значительно больше, чем теплообменники смешения. [c.213]

    Движение потока через слой, составленный из отдельных частиц материала (например, слой угля на колосниковой решетке или слой катализатора в контактном аппарате), представляет собой случай, промежуточный между внешней и внутренней задачами. Слой с одинаковым правом можно рассматривать и как совокупность частиц, обтекаемых потоком (внешняя задача), и как совокупность каналов между этими частицами (внутренняя задача). Естественно, что законы передачи тепла и вещества в слое (между потоком и поверхностью частиц) представляют собою нечто среднее между закономерностями, характерными для внешней и внутренней задач. [c.44]

    Здесь q — поток тепла, отводимый от поверхности лучеиспусканием и прямым контактом с телами, не принимающими учас тия в реакции. Формула (III, 19) применима как к химическим реакциям, так и к фазовым переходам, где роль теплового эффекта играет скрытая теплота превращения. Передача тепла самой реагирующей смеси, т. е. реагентам и продуктам реакции не входит в q, так как она учтена полностью в левой части (III, 19). Уравнение (III, 19) выражает тепловой баланс поверхности, на которой происходит реакция. Но поток энергии, составляющий левую его часть, так же как и потоки веществ /, остается постоянным в пределах пограничного слоя. Поэтому под температурой Т можно понимать не только температуру поверхности Г, но и текущую температуру в пограничном слое. С помощью условия стехиометрии потоков (III, 9) уравнение теплового баланса приводится к виду  [c.152]

    Для расчета такого процесса необходимо знание коэффициентов, характеризующих скорость передачи тепла между потоком газа и потоком вещества. [c.58]

    Для применения вышеуказанных уравнений необходимо знать физические свойства жидкостей, а также механизм передачи тепла. Физические свойства обычно известны, а механизм теплообмена приходится оценивать, вводя те или иные допущения. Расхождение между расчетными и практически, полученными величинами обычно является следствием. недостаточной точности допущений, а не следствием неточности уравнений. Методы расчета физических свойств веществ и сопоставление этих методов даны в гл. 1. Там же в таблицах и номограммах приведены физические и химические данные для ряда чистых соединений и их растворов в определенном интервале температур. Для инженерных расчетов обычно вполне достаточно знать среднюю температуру жидкости в потоке. [c.209]

    Подобие процессов переноса не исчерпывается подобием между явлениями диффузии и теплопередачи. Существует еще и третий процесс переноса, в известной степени подобный двум указанным это перенос количества движения, которым определяется сопротивление, испытываемое потоком со стороны твердых поверхностей. Это сопротивление слагается из двух частей сопротивления трения и сопротивления формы (сопротивления давления). В случае плохо обтекаемых тел, например, пластинки, поставленной поперек потока, существенную роль играет сопротивление формы, связанное со срывом струй нри обтекании с образованием за телом мертвой зоны (зона обратной циркуляции). Эти явления не имеют, понятно, никакой аналогии в процессах переноса тенла и вещества. При течении вдоль шероховатой поверхности каждая неровность ведет себя, как плохо обтекаемое тело, на котором происходит срыв, так что механизм сопротивления также не сводится просто к переносу количества движения. Но при течении вдоль гладкой стенки, в гладкой трубе или вокруг хорошо обтекаемого тела сопротивление формы можно считать отсутствующим. В подобных случаях механизм сопротивления сводится целиком к сопротивлению трения, т. е. к переносу количества движения. Тогда возникает аналогия между этим процессом и процессами передачи тепла и вещества, [c.367]

    Таким образом, получаем еще одну возможность моделирования явлений переноса как передачу тепла, так и перенос вещества можно моделировать переносом количества движения, т. е. просто гидравликой потока. [c.369]

    Повышение производительности при сушке во взвешенном или распыленном состоя нии, имеющее место в этих сушилках, достигается тем, что процесс передачи тепла веществу происходит не в какой-то одной точке контакта, а во всем объеме аппарата (объемный процесс передачи тепла). Во внутреннее пространство сушилки непрерывно по- ступает поток горячего воздуха — поток отрицательно активного газа. Воздух поднимает массу сушимого вещества, разрыхляет ее и при сушке в кипящем слое держит эту массу в состоянии, напоминающем процесс кипения жидкости в сосуде. Частицы сушимого вещества движутся в пространственном потоке отрицательно активного газа, в потоке горячего воздуха. При удалении из частиц вещества молекул воды они становятся все легче и легче, а процесс кипения все интенсивнее и интенсивнее. Молекулы воздуха, отдав часть своей энергии веществу, ассоциируются с молекулами растворителя и уносятся из объема сушилки, а на место этого воздуха непрерывно поступает новый с более высокой температурой. [c.187]

    Под теплопроводностью понимают процесс распространения тепла в неравномерно нагретом теле (веществе), обусловленный передачей энергии между соприкасающимися молекулами вещества. Коэффициент теплопроводности К определяется удельным тепловым потоком, направленным по нормали к изотермической поверхности, при изменении температуры по этому направлению в 1 градус на единицу длины. [c.261]

    Величина коэффициентов теплопроводности газов на порядок меньше теплопроводности жидкостей. Поэтому газы обладают самой низкой теплопроводностью из всех веществ. Низкий коэффициент теплопроводности теплоизоляционных материалов (диатомито вые земли, шлаковая вата, торф, пробка) обусловливается их пористостью. Поэтому тепловой поток в таких материалах является в основном процессом теплопередачи через воздух, заключенный в порах. Твердое вещество таких материалов не позволяет воздуху приходить в состояние движения от разности температур, а тем самым и предотвращает передачу дополнительного количества тепла конвективными токами. Закон Фурье для процессов теплопередачи весьма напоминат закон Ома для электрического тока. В этом можно легко убедиться, если уравнение (1-6) написать в следующей форме  [c.27]

    Конденсация насыщенного или перегретого пара на твердой поверхности теплообмена возможна при ее охлаждении ниже температуры насыщения. При этом на поверхности может образоваться либо сплошная пленка конденсата, либо семейство отдельных капель. В первом случае конденсация называется пленочной, а во втором — капельной. Конденсационные устройства химической промышленности работают обычно в режиме пленочной конденсации благодаря хорошей смачиваемости конденсатами поверхностей охлаждения. Капельная конденсация может быть вызвана путем покрытия поверхности охлаждения специальными веществами (лиофобизаторами) или введения последних в поток конденсирующегося пара. Пленка конденсата обладает большим термическим сопротивлением передаче тепла от пара к охлаждающему потоку жидкости (газа), поэтому коэффициент теплоотдачи при капельной конденсации больше, чем при пленочной. [c.302]

    В заключение приведем еще два безразмерных параметра, характеризующих процесс передачи тепла и вещества при конвективном движении среды. Сначала определим коэффициент теплопередачи а как отношение теплового потока к разности температур, т. е. q = aAT, и коэффициент массоотдачи Р как отношение диффузионного потока к разности концентраций У = Р АС. Тогда можно ввести два безразмерных числа Нусельта [c.73]

    ДТП или катарометр является универсальным недеструктирую-щим детектором. В основу работы ДТП положен процесс передачи тепла от нагретого чувствительного элемента к более холодному корпусу детектора за счет теплопроводности газового потока (рис. 17). С изменением состава газового потока меняется его теплопроводность, т.е. количество тепла, отводимое от чувствительного элемента. Это, в свою очередь, приводит к изменению температуры, а, следовательно, и электрического сопротивления чувствительного элемента. В измерительной схеме ДТП (рис. 18) возникает сигнал в виде разности потенциалов (напряжения), величина которого пропорциональна концентрации анализируемого вещества в газе-носителе. [c.86]

    Здесь q —тепловой поток, т. е. количество тепла, передаваемое через единицу поверхности за единицу времени grad Г — градиент температуры, т. е. производная от температуры по координате у у направленной по нормали к поверхности, через которую происходит передача тепла, жХ — коэффициент теплопроводности физическая константа вещества, в котором происходит передача тепла. Знак минус поставлен потому, что передача тепла происходит в направлении, в котором температура понижается, т. е. в направлении отрицательного градиента температур. [c.22]

    Жидкая фаза могла быть уже достаточно турбулизована вращающимся паровым кольцом, так что дополнительная турбулизация с помощью проволочек могла не привести к дополнительному повышению эффективности массообмена. Косвенным образом это можно подтвердить, сравнивая результаты определения коэффициентов теплоотдачи от стенки к жидкой пленке в испарителях Лува и Самбай . В первом случае турбулизация жидкой пленки осуществляется вращающимся паровым потоком, во втором— лопастями (механическая). В обоих случаях для средних значений скорости (выше 4 м/с) значения а примерно одинаковы. Учитывая аналогию процессов передачи тепла и вещества, можно предположить, что и в случае массообмена турбулизация жидкой пленки вращающимся паровым потоком и механическая турбулизация дадут примерно одинаковые результаты. [c.53]

    Конструкцией печи определяются способ размещения или передвижения нагреваемых тел, распределение мест ввода и отбора печной среды, непосредственная или через стенку (муфель) передача тепла этим телам, эксплуатациошая характеристика топливосжигающих приборов или устройств для превращения электроэнергии в тепло и аппаратов для удаления отработанных веществ. Следовательно, от конструкции печи зависит происходит ли передача тепла неподвижным предметам или движущимся, и как движущимся по отношению к потоку нагревающей среды — навстречу, параллельно или перекрестно какова открытая для теплообмена (эффективная) поверхность нагреваемого материала и соответствующая поверхность стенок а также какое участие в передаче тепла принимают газовая среда и стенки печи. [c.627]

    Камеры теплопроводности представляют собой небольшие цилиндры (из стекла или металла), по вертикальной оси которых вмонтированы платиновые нити. Нагретая пить работает как термометр сопротивления. Потери тепла нагретой нити обусловлены радиацией, конвекцией, скоростью газового потока и главным образом передаче тепла через газ к стенкам камеры. Как известно, теплопроводность газа возрастает свеличино молекулы. Чистый газ (водород, гелий) обладает большей теплопроводностью, чем смесь его с компонентами анал зируемого образца. Концентрация компонента связана линейной зависимостью с теплопроводностью. Чем больше разница в теплопроводности газа-носителя и а ализ 1русмого вещества, тем выше чувствительность измерителы ого прибора. [c.268]

    Сопоставление величин д=тг и т = —%<И1йх для целлюлозы с удельной массой от 0,1 до 0,4 кг м со всей очевидностью показывает, что плотность потока тепла, обусловленного теплопроводностью и переносом жидкости через скелет тела, значительно меньше общей плотности потока тепла при гр>ЮО°С. Поэтому механизм теплопроводности и конвективного переноса жидкости не обеспечивает передачу тепла в количестве д, и она в значительной степени осуществляется переносимой массой поглощенного вещества. Перенос количества тепла, равного разности между д и д , может быть осуществлен только паром, что подтверждает сделанные ранее выводы и объясняет наблюдающийся скачок температуры в контактном слое. Следовательно, при коидуктивной сушке капиллярнопористых коллоидных тел с удельной массой вплоть до 0,4 /сг/ж решающим является перенос тепла перемещающимся паром. [c.74]

    Вертикальная циклонная печь представляет собой полую камеру, в которую вещество (расплав серы) вводится с первичным воздухом закрученным потоком, а вторичный воздух подается через сопло тангенциально. Благодаря особой аэродинамической структуре потока в циклонной камере создаются исключительно благоприятные условия для тепло- и массообмена между газо.м и обрабатываемым сырьем — как находящимся во взвешенном состоянии в объеме циклонной камеры, так и с пленкой расплава сырья, движущегося по ее стенкам. Газовый поток с высокой температурой движется у стенки камеры с большой скоростью — 100—120 м1сек. В этих условиях передача тепла от газа к стенке конвекцией становится соизмеримой с передачей тепла лучеиспусканием. [c.108]

Смотреть страницы где упоминается термин Передача вещества и тепла в потоке: [c.307]    [c.80]    [c.102]    [c.163]    [c.7]    [c.36]   
Смотреть главы в:

Теория горения и топочные устройства -> Передача вещества и тепла в потоке



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Передача тепла

Поток вещества

Поток тепловой



© 2025 chem21.info Реклама на сайте