Теплообмен без фазовых превращений

Уравнения (5.90) — (5.93) были получены при учете только физического тепла охлаждения теплоотдающей среды и допущении постоянства коэффициента теплопередачи К и водяных эквивалентов W, Wo iя вдоль всей поверхности теплообмена. Эти допущения не вносят существенной погрешности при расчете температур теплообменивающихся потоков для зоны конденсатора, где происходит только охлаждение парогазовой смеси до точки росы. На участке же конденсации коэффициент теплопередачи К и водяной эквивалент парогазовой смеси W изменяются вдоль поверхности тепло-и массообмена тем значительнее, чем выше концентрация пара в смеси исходного состава. Поэтому уравнениями (5.90) — (5.93) можно пользоваться при расчете изменения температур теплообменивающихся потоков также и для зоны конденсации только в случае парогазовых смесей с малым исходным содержанием пара. При повышенных и больших содержаниях пара доля теплового потока, обусловленного фазовым превращением пара, становится ощутимой в общем тепловом потоке, поэтому пользование уравнениями (5.90) — (5.93), не учитывающими эту составляющую теплового потока, становится уже неправомерным. Указанными уравнениями нельзя пользоваться и в случае, когда процесс конденсации осуществляется в условиях охлаждения парогазовой смеси до весьма низких (криогенных) температур, т. е. когда доля тепло-притока, обусловленного теплообменом с окружающей средой, [c.179]

В 2.1.2—2.1.5 рассматривался теплообмен в системах без фазовых переходов. Фазовые превращения имеют место во многих практических случаях, таких, как конденсация, испарение, сушка и химические реакции. Во всех этих случаях, и особенно если рассматриваются смеси, процессы тепло- и массопереноса протекают одновременно и взаимно влияют друг на друга. Поэтому представляется [c.87]

При воздействии акустических полей в жидкостях происходят сложные физико-химические явления, в результате которых не только ускоряются процессы диспергирования, массо- и теплообменные процессы и отдельные химические реакции, но и происходят фазовые превращения, не идущие в других условиях. [c.72]

Во множестве задач перенос теплоты через выделенную поверхность сопровождается переносом вещества, массы (процессы на проницаемой поверхности, через которую вдувается охлаждающая жидкость или газ, теплообмен при фазовых превращениях, при химических реакциях и многие другие). Такие процессы одновременного переноса теплоты и вещества принято называть совместным тепломассообменом. [c.115]

По-видимому, массообмен оказывал существенное влияние на теплообмен, но в уравнениях (2-2) — (2-7) это влияние не отражено специальными критериями фазового превращения. [c.63]

ТЕПЛООБМЕН БЕЗ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИИ [c.85]

Наиболее капитальными опытами по теплообмену между кипящим слоем и теплообменником являются опыты А. В. Чечет-кина [12]. Эти опыты проводились с целью определения локальных значений коэффициентов теплоотдачи, определения средних по поверхности коэффициентов теплопередачи, выявления зависимости этих коэффициентов от различных определяющих факторов, в том числе от влажности воздуха и скорости фазовых превращений. Опыты проводились на трех специальных экспе- [c.70]

МАССО- И ТЕПЛООБМЕН ПРИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ [c.97]

Содержание книги почти в полной мере ограничено исследованием процессов переноса в гомогенных средах. Исключение представляет только один небольшой по объему раздел ( 25), в котором рассматривается теплообмен при кипении и сублимации. Конечно, процессы переноса в многофазных средах, включая процессы, осложненные фазовыми превращениям , заслуживают [c.3]

Теплообмен при фазовых превращениях [c.120]

Интенсивность тепломассообмена, происходящего в зоне парообразования в контактном слое и на границе соприкосновения материала с греющей поверхностью, зависит от температуры греющей поверхности, удельной массы, влагосодержания, степени прижатия и пористости материала. При высоких/гр (выше 85—110°С) и низких теплообмен в контактном слое, вызванный фазовым превращением и массообменом, преобладает над кондуктивным. Он определяет величину плотности потока тепла (а следовательно, интенсивность сушки) и является одной из причин изменения механизма сушки тонких материалов (малые g). Интенсивность процесса сушки в первый период увеличивается в несколько раз по сравнению с интенсивностью при обычной конвективной сушке. Глубина зоны парообразования в контактном слое, как показывают опытные данные, находится в пределах толщины слоя материала, соответствующей удельной массе 0,05 кг м причем с увеличением температуры она растет, а с увеличением g материала уменьшается- [c.60]

Несмотря на многочисленные экспериментальные и теоретические работы по контактному теплообмену между металлическими поверхностями, до сих пор определение термического сопротивления контакта представляет большие трудности [Л. 16, 56, 93, 94]. Для случая контактирования греющей (металлической) и деформируемой сушимой поверхностей, осложненного фазовым превращением и представляющего собой более сложную задачу, чем контактирование металлических поверхностей, термические сопротивления контакта, судя по литературным данным, обстоятельно не анализировались. [c.112]

Тепловые потоки. Передача тепла в подогревателях П1 и П2 выпарных аппаратов осуществляется несколькими способами отдача тепла при фазовых превращениях, конвективный теплообмен и теплопроводность. [c.15]

Скрытая теплота фазового превращения, выделяющаяся в процессе конденсации пара, должна непрерывно отводиться от поверхности конденсации. В противном случае процесс конденсации прекратится. Это означает, что конденсация пара неразрывно связана с теплообменом на поверхности конденсации. В обычных условиях для выражения интенсивности такого процесса вводится коэффициент теплоотдачи а, характеризующий количество тепла, переданное от поверхности раздела фаз через пленку конденсата к стенке [c.47]

Теплообмен при фазовых превращениях выше тройной точки. [c.225]

Новый метод расчета основан на принципе массообмена. Сущность метода коренится в определении коэффициента затвердевания f и функции распределения твердого конденсата на поверхности фазового превращения ф (а). Отсюда следует, что в самом методе расчета заложены принципы рационального конструирования высокопроизводительных сублимационных аппаратов. До сих пор, как указывалось выше, теплообменная вакуумная аппаратура рассчитывалась только на основе коэффициента теплоотдачи а, значение которого требовалось определять для каждого конкретного случая. [c.231]

Выбор холодильной установки. Найденное по формуле (103) значение поверхности F обеспечивает полную конденсацию пара с выделением теплоты фазового превращения на стенке конденсатора при постоянной температуре стенки со стороны конденсирующегося пара. Этим самым уже учитывается теплообмен между конденсирующимся паром и внутренней поверхностью охлаждаемой стенки. Дальнейшая задача расчета состоит в том, чтобы отвести выделяющееся количество тепла при помощи холодильной установки. [c.238]

Г у X м а н А. А. О механизме влияния массообмена на теплообмен при испарении. В сб. Процессы фазового превращения в разреженной среде и методы расчета теплохимических аппаратов . Вып. 36, 1961, стр. 40—46 (Труды НИИХИММАШа). [c.222]

Поясним величину Q2 Электролиз проходит при постоянных температуре и давлении. Энтропия веществ, вступающих в электрохимическую реакцию, отличается от энтропии продуктов реакции, так как неравны их теплоемкости и теплоты фазовых превращений. Вследствие этого в процессе образования новых веществ (при постоянной температуре) возникает дополнительный теплообмен между ними и средой, в которой они образовались. Величина теплообмена учитывается показателем Q2, который может иметь и отрицательное и положительное значения. В первом случае при реакции тепло отбирается от электролита, где оно пополняется за счет джоулева тепла. Во втором случае тепло реакции наряду с джоулевым теплом выделяется во внешнюю среду. [c.72]

С другой стороны, если сам температурный уровень становится достаточно высоким, то существенную роль начинает играть теплообмен излучением и, кроме того, могут быть фазовые превращения. В этом случае нелинейными становятся граничные условия, и снова упомянутые выше методы решения оказываются бессильными. [c.41]

Однако формально — это в любом случае смешивание взаимодействующих фаз. Так, процесс сушки можно представить как смешение влажного материала с теплоносителем с последующим отделением сухого материала от влаги и теплоносителя, причем стадия разделения будет лимитирующей. Процесс сушки и гранулирования из жидкости состоит из смешения жидкости, теплоносителя и твердых частиц ретура с последующим отделением сухого материала от теплоносителя и влаги при одновременном укрупнении частиц. Выпаривание — это разделение жидкой и парообразной фаз путем введения тепловой и механической (принудительная циркуляция) энергии. Теплообмен с прямым контактом теплоносителя и материала — это смешение сред, теплообмен через стенку — смешение внутри сред. Фазовые превращения — это смешение внутри сред с укрупнением или дроблением частиц, абсорбция — смешение фаз с разделением компонентов газовой фазы. Механические процессы по большей части состоят из какого-либо одного элемента. [c.25]

Теплота парообразования (испарения) г имеет важное значение при теплообмене с фазовыми превращениями — кипением или-конденсацией, ее величина определяет расход теплоносителя, а постоянство температуры лри фазовом превращении способствует стабильности процесса в аппарате. В табл. 1.1 приведена скрытая теплота при кипении некоторых веществ. [c.8]

ИзучеЕ1ие эффектов ассоциации одноименных (пар-твердый конденсат) или разноименных (пар-газ) молекул привело к получению соответствующих зависимостей, Показано, что при конденсации пара в жидкость из парогазовых смесей скорость конденсации резко уменьшается с повышением содержания газа. Рассмотрение процесса конденсации во всей его сложности с учетом молекулярных взаимодействий дает возможность выявить особенности конденсации как в жидкое, так и твердое состояние. Общим является то, что обмен энергией между частицами в объеме и на поверхности происходит в состоянии ассоциации. Можно предположить, что фазовые превращения, например пар-жидкий конденсат, будут растянуты во времени, так как некоторое повышение температуры смеси при конденсации может привести к разрушению только образовавшихся кристаллических решеток за счет собственной энергии фазового превращения. У определенной части молекул кинетическая энергия может становиться больше потенциальной энергии взаимодействия, и эта часть молекул вновь испаряется с поверхности конденсации. В этих случаях процесс теплообмена по физической сущности представляет собой обмен энергией между частицами, находящимися в различном энергетическом состоянии. Такой обмен энергией между частицами обычно называют переносом тепла. При конвективном теплообмене поток тепла вызывается наличием градиента температуры. Однако даже при отсутствии температурного градиента за счет хаотического теплового движения молекул среды непрерывно происходит хаотический перенос тепла. [c.100]

Диаграмма Т—5 (рис. 1.3) позволяет проследить изменение физико-химических свойств веществ и фазовые превращения. Для изоэнтро-пических и изотермических процессов количество теплоты оценивают по площадям, ограниченным ординатами или абсциссами соответствующих параметров изменения энтропии и температур. В процессах, протекающих по изоэнтальпам, вычисляют изменение или давления, или температуры, или их совместное изменение, дроссельный эффект (см. 2.2.2), теплообмен с изобарным понижением или повышением температур и т. д. Область твердого состояния I расположена на диаграмме от значения 5 = О до линии межфазо-вого равновесия МСЬ (твердое вещество превращается в жидкость на участке СЬ, а в газ — на участке N). Процессы плавления — затвердевания можно проследить в области //. Правее линии МА до линии АК (точка К — критическая точка) расположена область 11 жидкого состояния. Под линией АКВ заключена область IV для двухфазной системы Ж + Г, где отображаются процессы кипения — конденсации. Линия АВ соответствует равновесию между твердой и жидкой фазами в присутствии газообразного вещества. [c.23]

Наряду с традиционными теплообменом и аэродинамикой в понятие теплохимических процессов включаются фазовые превращения, массоперенос, сумблимация, объемная конденсация и сложнейшие химические взаимодействия органической и минеральной составляющих топлива, приводящих к образованию отложений и развитию различных видов коррозии. К этому необходимо добавить генерацию большой группы токсичных или потенциально токсичных соединений, выбрасываемых в атмосферу или оседающих на поверхностях нагрева. [c.3]

При обработке уравнения (У.4) был получен безразмерный комплекс, характеризующий теплообмен затравки с окружающей средой, не учтенный в выражении (У.5). Поверхность затравки, находящейся в контакте с затравкодержателем, составляет несоизмеримо малую величину по сравнению с поверхностью всего кристалла. Кроме того, в реальных условиях легко обеспечить постоянство отвода количества теплоты от затравки путем поддержания неизменного расхода охлаждающей воды. Поэтому исключение упомянутого комплекса из зависимости (У.5) несущественно отразится на функции С достаточной степенью точности можно считать, что на фронте кристаллизации величины температуры закристаллизовавщегося материала и расплава приближенно равны между собой [см. уравнение (У.З)]. В связи с этим в выражение (У.5) не включены симплексы Як и Яр. В основное уравнение (У.5) не включен критерий фазового превращения, так как предполагалось проведение опытов только с одним полупроводниковым материалом. И, наконец, сделано предположение о независимости физических параметров германия в процессе плавки от температуры. [c.113]

Существует множество конструкций ТА, и их классификация может проводиться по разным признакам. По характеру развития теплового режима во времени различают ТА, работающие в стационарном (неизменном во времени) и нестационарном (периодическом или циклическом) режимах. В большинстве случаев ТА работают в стационарном режиме (рекуперативные ТА), что обеспечивает постоянство всех параметров (главным образом температур) на выходе из аппарата. В поверхностных ТА теплота от горячего теплоносителя к холодному передается через разделяющую теплоносители поверхность (обычно это поверхности металлических труб). В контактных ТА обладающие физикохимическим свойством взаимной нерастворимости теплоносители имеют друг с другом непосредственный контакт. Различают ТА по виду обменивающихся теплотой теплоносителей жидкость—жидкость пар— жидкость газ—жидкость газ—газ. В зависимости от наличия фазовых превращений и технологического назначения ТА различают нагреватели, охладители, конденсаторы, испарители (кипятильники). По характеру движения теплоносителей внутри рабочего объема ТА бывают с вынужденным (принудительным) движением и с естественной циркуляцией теплоносителей. По способу организации прохождения теплоносителей через аппарат теплообменники разделяются на одно- и многоходовые. Встречаются ТА, в которых обмениваются теплотой не два, а три и более теплоносителей. По конструктивным признакам различают ТА трубчатые, пластинчатые, спиральные, с оребренньпйи теплообменными поверхностями и без оребрения, с наличием компенсации температурных расширений труб и кожуха и без такой компенсации, а также по некоторым другим конструктивньпй признакам. Различным аспектам теплообменной аппаратуры посвящена обширная литера-т>фа [1, 3-5, 8, 11-14, 16, 17,23, 34 ]. [c.338]

В связи с этим первая часть книги посвящена теоретическим вопросам вакуумной техники. Здесь рассматриваются вопросы вакуумной проводимости, теории теплообмена без фазовых превращений, испарения и конденсации как в присутствии неконденсирующихся газов, так и в присутствии заряженных частиц и квантов энергии в условиях вакуума. Вопросам сублимации и конденсации ниже тройной точки уделено больше внимания, чем другим проблемам, так как по этим вопросам опубликовано весьма мало работ как в СССР, так и за границей, несмотря на острую необходимость в таких данных при расчете теплообменной вакуумной аппаратуры. В то же время по конденсации и испарению водяного пара ниже тройной точки в НИИХИММАШе и МИХМе на кафедре теоретических основ теплотехники длительное время проводятся исследования и собран нужный материал для конструкторов и эксплуатационников. [c.4]

Применение современных методов исследования строения материи к изучению структуры 1М0лекул воды говорит о том, что при конденсации водяного пара происходит образование ассоциированных групп молекул, объединяющихся во вполне определенные кристаллические решетки. Процесс конденсации паров воды представляет собой процесс кристаллизации, сопровождающийся выделением энергии кристаллообразования или энергии фазового превращения. Скрытая теплота фазового превращения, выделяющаяся в процессе конденсации пара, должна непрерывно отводиться от поверхности конденсации, в противном случае процесс конденсации прекратится. Это означает, что конденсация пара неразрывно связана с теплообменом на поверхности конденсации. В обычных условиях для выражения интенсивности такого процесса вводится коэффициент конвективной теплоотдачи а, который подсчитывается по формуле [c.109]

Таким образом, мы по существу имеем процесс теплообмена, связанный с массообменом, и определяющими параметрами здесь следует считать не коэффициенты переноса тепла, а коэффициенты переноса массы. Введение Нуссельтом коэффициента теплоотдачи для расчета теплообмена при конденсации пара заимствовано им из области теплообмена без фазовых превращений. При этом он пренебрегает теплотой перегрева пара по сравнению с теплотой фазового превращения и принимает температуру поверхности пленки, на которой происходит конденсация, равной температуре пара. Когда рассматривается конвективный теплообмен, то здесь, наоборот, не учитывается теплота фазового превращения газа, которое, согласно гипотезе Кнудсена, всегда имеет место на поверхности теплообмена и выражается, по-видимому,, в форме адсорбции. Это количество тепла пренебрежимо мало но сравнению с общим тепловым потоком, обусловленным градиентом температуры. [c.109]

Анализ системы, состоящей из уравнения (2.44) и кинетического уравнения реакции первого порядка, проведен в работах [96, 97]. Такой подход удобно использовать для моделирования процессов получения крупногабаритных блоков, так как часто из-за низкой теплопроводности режим их получения близок к адиабатическому (число БиоСО, ). Более полная постановка задачи моделирования процесса химического формования в форме дается анализом режимов работы периодического реактора без смешения при нестационарно протекающих химических процессах и кондуктивном теплопереносе. Один из вариантов расчета может быть выполнен при следующих допущениях [98] реакция, протекающая в рассматриваемой области, является одностадийной и необратимой теплопередача в зоне реакции осуществляется путем теплопроводности движение реагирующего вещества и связанный с ним конвективный механизм передачи тепла отсутствуют исходное вещество и продукты реакции находятся в одном фазовом состоянии, т. е. протекание реакции не сопровождается фазовыми превращениями лраиица рассматриваемой области непроницаема для вещества теплообмен на границе раздела происходит по закону Ньютона величины, характеризующие физические свойства вещества (теплопроводность, теплоемкость, плотность), химическую реакцию (энергия активации, предэкспоненциальный фактор, тепловой эффект) и условия протекания процесса (давление, температура окружающей среды, форма и размеры области, коэффициент теплоотдачи), в ходе процесса не изменяются. [c.54]

В Одесском технологическом институте холодильной промышленности при исследовании непроточного слоя частиц, находящихся у поверхности нагрева, обнаружены явления, аналогичные явлениям при теплообмене с фазовым превращением на поверхностях с пористыми покрытиями. При этом греющая поверхность находилась либо под слоем частиц, либо внутри него (трубчатая поверхность). Подвижный дисперсный слой способствовал ускорению начала кипения и значительной интенсификации теплообмена при кипении жидкости на поверхности нагрева, и при этом полностью исключался процесс накипеотложения при кипении морской воды (рассола). Замечено, что парообразование в зернистом слое начинается при температурном напоре, в несколько раз меньшем, чем в условиях большого объема. Максимальное увеличение производительности исследованного испарителя составило 300% (которое предполагается особенно за счет предотвращения нарастания накипи). [c.24]

В книге рассмотрены вопросы конвективного теплообмена и теплообмена при фазовых превращениях в химически реагирующих системах. Большое внимание уделяется экспериментальным и расчетно-теоретическим исследованиям по теплообмену N2O4. Приводятся математические модели теплового расчета ядерного реактора и тепло-обменного оборудования, работающих на химически реагирующем теплоносителе. [c.2]

Теплообмен при высокотемпературной сушке имеет свои характерные особенности, отличающие его от теплообмена в сухих и влажных материалах при обычных температурах. Опыты и расчеты показывают Л. 57], что при температуре материала ниже 50 °С явления переноса имеют главным образом диффузионный характер. Повышение температуры приводит к возрастанию скорости фазовых превращений, а при существовании перепада тейператур возникает дополнительный перенос массы вещества, приводящий к перераспределению тепла. При температурах около 100 °С и при атмосферном давлении в материале возникает устойчивый градиент общего давления, под действием которого осуществляется молярный перенос пара. Этот поток пара увлекает с собой частицы жидкости, которые выносятся из материала в пограничный слой и далее в ядро теплоносителя, где происходит их объемное испарение. Таким образом, наличие молярного массопереноса пара является характерной особенностью всех методов высокотемпературной сушки. [c.64]

Форма тиглей и положение помещенных в них термопар могут, как было сказано выше (стр. 19, 52, 98), несколько влиять на характер дифференциальной кривой при отсутствии эффекта в самом веществе. Кроме того, форма площадок на кривых простой записи, соответствующих эндоэффектам фазовых превращений в веществе, немного меняется. Оптимальной нуишо считать, по-видимому, шаровидную или грушевидную форму навески [1-171 ], или, наконец, любую, наиболее приближающуюся к вышеуказанным. Необходимо обращать серьезное внимание на то, чтобы теплообмен по проволокам термопар был сокращен до минимума. Именно уменьшением теплообмена и объясняется то обстоятельство, что наилучшие результаты (в обычных тигельках № 1, высоких) достигаются при погружении спая термопары иа в массу навески и на выше дна. Грушевидная форма как раз и позволяет снизить теплообмен ио проволокам. В цилиндрических сосудах или пробирках спай термопары лучше всего помещать на таком расстоянии от дна, которое равно радиусу цилиндра. Выше спая толщина слоя вещества должна быть в 1,5—2 раза больше радиуса. Это дает возможность уменьшить до минимума или даже совсем исключить теплообмен ио проволокам термопар. Таким образом, спай термопары желательно помещать в точке с минима [ьной температурой во время нагрева. При этом следует иметь в виду, что с увеличением высоты слоя вещества над спаем термопары величина пика на дифференциальной записи, отвечающая тому или иному фазовому нревращению, будет сначала возрастать. Однако, начиная с какого-то момента, это увеличение высоты слоя Б цилиндрическом сосуде (при хорошей теплопроводности блока) перестанет влиять на величину пика, поскольку в данном цилиндре фазовое превращение, возникнув у стенок сосуда, будет двигаться радиально к центру. Поэтому прекращение реакции произойдет одновременно как у спая термопары, так и по всей оси сосуда. Это имеет большое значение для количе-стиепных расчетов, поскольку увеличение навески в длинных цилиндри- [c.103]

Захарова К. М. Нестационарный теплообмен, осложненный фазовыми превращениями в процессе башенного гранулирования минеральных удобрений Дис. канд. техн. наук. М. ГИАП, 1976. 162 с. [c.315]

Для выяснения влияния фазового превращения вещества (в данном случае-- -конденсации наров) на теплообмен запыленного потока [c.73]