Перенос тепла теплопроводностью газа

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]

Еще на заре развития криогенной техники исследователи столкнулись с невозможностью сколько-нибудь длительного хранения небольших количеств жидкого воздуха в сосудах с обычной (насыпной) изоляцией. Решение проблемы впервые нашел д Арсонваль, изготовивший в 1887 г. цилиндрические стеклянные сосуды с двойными стенками, из пространства между которыми был откачан воздух, т. е. сосуды с вакуумной изоляцией. При создании в изоляционной полости достаточно высокого вакуума перенос тепла теплопроводностью газа практически исключается, и приток тепла из окружающей среды осуществляется, в основ- [c.5]

Одним из способов, которые используют преимущества многократного экранирования, но не требуют сложных и неудобных конструкций, является применение вакуумированных порошков. Вакуумно-порошковая изоляция представляет собой очень мелкий порошок, засыпанный между изолируемыми поверхностями. При этом, конечно, возникает теплоподвод непосредственно по твердым частицам за счет их теплопроводности, но величина его обычно мала по сравнению с тепловым излучением от поверхности с комнатной температурой к поверхности с температурой жидкого кислорода или ниже. Идеальный порошок должен иметь высокую отражательную способность и минимальный тепловой контакт между соседними частицами. Эти требования несколько противоречивы, так как лучшие отражательные свойства имеются у металлов, но металлические частицы обеспечивают также и лучший тепловой контакт. Однако эксперименты показали, что такие материалы, как вспученный перлит, аэрогель, газовая сажа, силикат кальция, диатомовая земля и другие тонко измельченные материалы, при соответствующей толщине слоя образуют эффективную преграду тепловому излучению и при вакуумировании передают очень мало тепла за счет теплопроводности. Порошки уменьшают также перенос тепла остаточным газом, и полный теплоподвод по ним не зависит от давления остаточного газа уже при значениях, меньших 10"2 мм рт. ст. [c.336]

Перенос тепла теплопроводностью газа [c.9]

В данном разделе рассматривается только перенос тепла теплопроводностью газа и твердого тела, составляющий в условиях атмосферного давления и низких температур в большинстве случаев более 90% от полного теплового потока. Для зернистых сред наилучшее приближение теории к эксперименту дают уравнения, в основу которых положена модель в виде слоя плотно уложенных шаров. К этим уравнениям относятся формулы [c.14]

В результате уравнение переноса тепла теплопроводностью газа принимает следующий вид [c.390]

Следовательно, перенос тепла теплопроводностью газа в пористом материале уменьшается кай при снижении давления, так и при уменьшении размера пор. [c.398]

Зерна порошкообразных материалов, применяемых для теплоизоляции, имеют обычно пористую структуру. Благодаря этому общий объем пустот достигает 95—98% от объема, занимаемого материалом. Процесс переноса тепла теплопроводностью газа в таком материале складывается из переноса тепла в порах зерен и переноса тепла в пустотах между зернами. Диаметр зерен может достигать нескольких мм, тогда как диаметр пор в зернах обычно не превышает нескольких мк. В результате при давлениях ниже 0,1—1 мм рт. ст. теплопередача теплопроводностью газа внутри зерен становится пренебрежимо малой и основное количество тепла переносится газом, заполняющим пустоты между зернами. Поэтому размер зерен оказывает значительное влияние на величину кажущегося коэффициента теплопроводности под вакуумом. [c.403]

Поэтому уравнение переноса тепла теплопроводностью газа принимает [c.403]

Перенос тепла теплопроводностью газа описывается и в этом случае уравнением (5). Различие состоит в том, что величина й представляет не расстояние между граничными стенками изоляционного слоя, а характеристический размер пустот в изоляционном материале. Структура изоляционных порошков довольно сложна. Зерна, из которых состоят изоляционные порошки, представляют собой конгломераты маленьких шаровидных частиц диаметром 10—20 нм (100—200 А), как, например, в случае аэрогеля или белой сажи, или имеют ячеистую структуру, как в случае вспученного перлита. Общий объем пор в теплоизоляционных материалах составляет большей частью 90—95% от объема, занимаемого материалом. Примерно половина этого объема приходится на пустоты между зернами (первичная пористость), а вторая половина — на поры в зернах (вторичная пористость или микропористость). [c.408]

Перенос тепла теплопроводностью газа в случае многослойной изоляции играет большую роль даже при довольно высоком вакууме. Зависимость коэффициента теплопроводности изоляции от давления газа может быть получена на основе исходного уравнения (5). Применяемые прокладочные материалы имеют обычно большую пористость, диаметр каналов между волокнами, как правило, превышает 40 Поэтому можно принять приближенно, что молекулы газа свободно пролегают через прокладку, не сталкиваясь с отдельными волокнами. В результате приходим к следующей формуле Для проводимости газа в изоляции [c.415]

Механизм переноса тепла теплопроводностью зависит от агрегатного состояния тела. В жидкостях и твердых телах — диэлектриках — передача тепла осуществляется в результате обмена энергией теплового движения атомов и молекул между соседними частицами. В металлах теплоперенос осуществляется главным образом в результате диффузии свободных электронов. В газах теплопроводность обусловлена как обменом энергией при соударении молекул и атомов, так и их диффузией. [c.149]

С помощью высокого вакуума может быть получена эффективная теплоизоляция, исключающая два существенных способа теплопередачи конвекцию и перенос тепла за счет теплопроводности. Теплопередача через пространство с высоким вакуумом определяется главным образом излучением, переносом тепла остаточными газами и теплопроводностью опорных элементов конструкции [6, 119]. [c.106]

В вакуумированных порошках исключительно малый перенос тепла остаточным газом и режим молекулярной теплопроводности наступают уже при давлениях порядка 10 2—Ю З мм рт. ст., т. е. при более высоких давлениях, чем при отсутствии порошка. Такие давления остаточного газа легко достигаются посредством откачки изоляционного пространства механическими вакуум-насосами. Эта особенность является основным преимуществом вакуумно-порошковой теплоизоляции [119, 145]. [c.114]

Распространение ламинарного пламени в 8-3 было представлено как непрерывный процесс прогрессирующего ускорения реакции при прохождении газа через узкую зону пламени в условиях параллельного переноса тепла теплопроводностью и диффузионного переноса продуктов горения, в том числе и активных центров, в свежую смесь и свежей смеси в зону горения. [c.140]

Тепло от кожуха к экрану переносится тремя путями теплопроводностью остаточных газов, тепловым излучением и по тепловым мостикам. Перенос тепла по опорам и подвескам зависит от конструкции этих элементов и рассчитывается по обычным уравнениям теплопроводности. Величина является результатом лишь двух оставшихся механизмов переноса тепла теплопроводностью остаточных газов и тепловым излучением зл [c.137]

Перенос тепла за счет теплопроводности остаточных газов [8, 72]. При давлениях ниже 133,3 Па конвективный перенос тепла в газах практически отсутствует и тепло передается газом вследствие теплопроводности. На зависимость теплопроводности газа от давления влияет также средняя длина I (в см) свободного пробега молекул газа, которая обратно пропорциональна давлению и зависит от природы газа и его температуры. [c.45]

Теплообмен во всех видах низкотемпературной изоляции осуществляется излучением, теплопроводностью газа и твердого тела. Анализ теплообмена осложняется тем, что помещаемые в изоляционное пространство материалы имеют дисперсную структуру. Проблемам переноса тепла теплопроводностью и из- [c.6]

В этой связи требуются данные теплопроводности газов в различных диапазонах температур и давлений. Законы переноса тепла в газах существенно зависят от состояния газа, а техническая реализация метода определения теплопроводности не всегда возможна для всего желаемого диапазона давлений и температур газа. Поэтому один метод и тем более одна установка не позволяют провести исследование теплопроводности газов в широком диапазоне температур — от гелиевых до плазменных, в глубоком вакууме и при высоком давлении. Предложено много методов расчета и устройств для измерения теплопроводности газов. [c.193]

Приведенные на рис. 1 опытные кривые по тепловому потоку через воздух между стенками сосуда Дьюара удовлетворительно согласуются с уравнением (12). Коэффициент аккомодации здесь равен 1. Переходная область охватывает диапазон 0,05 < Кп < < 5. В сосудах Дью-ара для жидкого кислорода расстояние между стенками находится в пределах 10—20 мм. В этом случае перенос тепла газом начинает уменьшаться при давлениях ниже 5 н/ж2 и при давлении менее 0,1 н/ж изменяется пропорционально давлению., Для уменьшения переноса тепла теплопроводностью остаточных газов до весьма малой величины (не более 5% [c.13]

Тепло через многослойную изоляцию передается излучением, теплопроводностью изолирующих прокладок и остаточных газов. Все же здесь, как и в случае вакуумно-порошковой изоляции, пользуются из соображений практического удобства формулами переноса тепла теплопроводностью и характеризуют эффективность изоляции термином кажущийся коэффициент теплопроводности , который будем называть для краткости просто коэффициент теплопроводности . [c.133]

Скорость циркуляции зависит от температурного перепада и от радиуса поры. С увеличением радиуса поры скорость циркуляции возрастает и конвективный теплообмен между газом и стенками пор становится ощутимым. В качестве упрощенной схемы для расчета теплообмена в таком пористом теле вводится понятие условного коэффициента теплопроводности, который характеризует суммарный перенос тепла теплопроводностью и конвекцией. [c.403]

Чтобы убедиться, что газ является действительно прозрачным для теплового излучения, проводят измере ния коэффициента теплопроводности при различных толщинах слоя газа. Если величина коэффициента теплопроводности остается неизменной, то полагается, что газ прозрачен. Лучистый поток тепла либо рассчитывается на основе закона Стефана — Больцмана, либо определяется путем измерений в глубоком вакууме. В измерительной ячейке создается довольно высокий вакуум чтобы избежать переноса тепла теплопроводностью, вводятся поправки на потери тепла по подводящим проводам и оценивается количество тепла, переносимое излучением. [c.196]

Умножив обе части уравнения на X, получим формулу для расчета переноса тепла теплопроводностью от пластины через газ к дру- [c.203]

При сушке влажных материалов в барабане происходит передача тепла конвекцией от газов к падающим частицам и к поверхности материала в завале и на лопатках, а также перенос тепла теплопроводностью от нагретых внутренних устройств аппарата к материалу. Вследствие хорошего перемешивания материала допустимы большие удельные плотности теплового потока, не приводящие к изменениям физико-химических свойств частиц в процессе сушки. Поданным [65], количество тепла, переданного материалу во время ссыпания, составляет примерно 70% всего теплового потока в барабанной сушилке. Гидродинамика процесса, протекающего в сушилке, чрезвычайно сложна трудно определить время пребывания частиц в барабане скоростные потоки газа неравномерны по сечению барабана температурные поля также неравномерны из-за гидравлического сопротивления струй материала. Ссыпающийся материал захватывает газ, который при этом опускается вниз, вследствие чего возникают поперечные потоки. Поэтому при расчете барабанных сушилок необходимо пользоваться объемными коэффициентами теплообмена. [c.178]

Перенос тепла теплопроводностью осуществляется в тонком слое свежего газа, в зоне подогрева, и ие может быть отнесен теплопотерям. [c.162]

Перенос тепла теплопроводностью остаточных газов [c.388]

Перенос тепла в газах может осуществляться, как известно, конвекцией и теплопроводностью. Конвективный теплообмен практически отсутствует в рассматриваемой нами области давлений ниже 1 мм рт. ст. В отношении теплопроводности кинетическая теория газов обычно рас-388 [c.388]

При рассмотрении теплопередачи через вакуумно-порошковую изоляцию следует пользоваться термином кажущийся коэффициент теплопроводности , так как термин коэффициент теплопроводности , используемый обычно для сплошных твердых тел, в данном случае может ввести в заблуждение. Кажущийся коэффициент теплопроводности % является функцией давления и рода заполняющего материал газа, степени черноты и температур граничных стенок, материала и его структуры, толщины, плотности, температуры, коэффициентов преломления и поглощения и т. д. Если величина Л, известна, количество переносимого тепла может быть определено из обычного уравнения (16) переноса тепла теплопроводностью. [c.400]

В предыдущих главах было показано, что на основе статистической механики могут быть рассчитаны термодинамические функции идеальных гааов и охарактеризованы химические и фазовые равновесия. Статистическая механика позволяет также рассчитьвать скорости различных процессов. Наиболее простыми являются процессы переноса. Если в теле какое-либо свойство неодинаково в различных местах, то начинается процесс выравнивания этого свойства, перенос его от мест с большим значением к местам с меньшим. Если температура неодинакова, начинается перенос тепла (теплопроводность) если неодинакова концеиграция, начинается перенос компонента (диффузия) если различные части тела имеют различную макроскопическую скорость, начинается перенос количества движения (вязкость). Физический механизм переноса в газах, жидкостях и твердых телах различен. [c.184]

Перенос тепла в газах может осуществляться, как известно, конвекцией и теплопроводностью. Конвективный теплообмен практически отсутствует в рассматриваемой нами области давлений ниже 1 мм рт. ст. В отношении теплопроводности кинетическая теория газов обычно рассматривает два крайних случая, а именно Ь Уу й и Ь (1, где L — средняя длина свободного пробега молекул н й — расстояние между теплообменивающимися поверхностями. [c.401]

Вакуумно-порошковая изоляция представляет собой порошкообразный материал, помещенный в вакуумированном пространстве. По сравненик> с вакуумной изоляцией здесь к двум механизмам переноса тепла (теплопроводностью газа и излучением) добавляется третий — теплопроводностью порошка. Рассмотрим закономерности переноса тепла через дисперсный материал в вакууме. [c.408]

Перенос тепла остаточным газом. Перекос тепла в газах, как известно, происходит посредством конвекции и теплопроводности. Однако в области высокого вакуума (остаточное давление ниже 1 мм рт. ст.) конвективный теплообмен практически отсутствует и тепло передается через газ путем теплопроводности. Зависимость теплопроводности газа от давления определяется соотношением между средней длиной L свободного пробега молекул газа и расстоянием I между теп-лообменивающимися поверхностями. Согласно кинетической теории газов средняя длина свободного пробега молекулы обратно пропорциональна давлению газа и зависит также от природы газа и его температуры [c.110]

Если I < то в соответствии с молекулярно-кине-тической теорией теплопроводность газа не зависит от давления. Для уменьшения теплопроводности следует понижать давление газа до таких величин, при которых Ь>1, т. е. когда молекулы сталкиваются с граничными поверхностями гораздо чаш,е, чем между собой ( молекулярная теплопроводность). При подобных давлениях перенос тепла молекулами газа пропорционален давлению газа и не зависит от расстояния между граничными поверхностями, так как при одинаковой плотности газа число молекул, участвующих в переносе, возрастает пропорционально расстоянию. [c.111]

НЫХ производствах ПВХ и работающих до настоящего времени, являет ся размягчение и пригорание ПВХ к поверхности газораспределитель ной реи1етки со стороны газовзвеси высушиваемого материала, чтс обусловлено ее разогревом до высокой температуры, несмотря нг сравнительно низкую температуру под решеткой (135 - 140 °С) е большую толщину решетки (20 мм). Выполненные нами расчеты пока зали, что за счет переноса тепла от газа под решеткой к газовзвеси ПБ) теплопередачей через стенку газораспределительной решетки [стал-Х18Н10Т с теплопроводностью 17,5 Вт/(м К)] при рабочих условия процесса сушки поверхность, прилегающая к слою, нагревается дс температуры 99 °С (рис. 3.12), т.е. выше температуры стеклована полимера. В этих же условиях температура поверхности решетки выполненной из текстолита с коэффициентом теплопроводное 0,16 Вт/(м К), составляет 64 °С, т.е. ниже температуры стекловани ПВХ, что и обусловливает стабильную работу сушилки химкомбинат Девня . [c.106]

Противоположным является представление о переносе тепла теплопроводностью и конвекцией, как о последовательных процессах. В этом случае должны складываться не проводимости (коэффициенты теплоотдачи), а термические сопротивления 1/а. Такое представление подразумевает существование более или менее стабильной погранично11 пленки газа около иоверхности частиц, причем отвод (подвод) тепла конвекцией осуществляется от этой пленки (т. е. от некоторой условной сферы диаметром с1о — см. рис. УП-З). При этом интенсивность теплоотдачи конвекцией а (а также величина с1о) зависит от гидродинамической обстановки в системе (от Не). [c.234]

Это положение, принятое при построении теории распространения пламени распада озона (см. стр. 178), в дальнейшем было подвергнуто ра-дЕшальному пересмотру, и те же авторы пришли к заключению, что диффузионное перемешивание свежего газа с продуктами сгорания происходит со значительно меньшей скоростью, чем перенос тепла теплопроводностью, так что повышепие энтальпии в результате нагрева смеси значи-Te.ibiio превышает ее уменьшеиие в результате разбавления свежей смеси продуктами сгорания. Авторы даже считают возможным в качестве хорошего приближения вообще пренебрегать диффузионным членом в основном уравнении [149, стр. 346, 417]. В итоге энтальпия в пламени остается постоянной только для исходного и конечного состояний, а в промежуточной зоне подогрева создается горб энтальпии. Наличие такого барьера энергии авторы считают по существу необходимым для распространения пламени и особенно для теплового механи.эма зажигания горючей смесп(гм. 15). [c.182]

В присутствии ваку ированных порошков пренебрежимо малый перенос тепла остаточным газом и режим молекулярной теплопроводности наступает уже при давлениях порядка 1-0,1 Па, т.е. при более высоких давлениях, че в их отсутствие. Такие давления остаточного газа легко достигаются откачкой изолируемого пространства еханическшли вакуум-насосами. В этом состоит основное преимущество вакуумно-порошковой изоляции [7, 19]. Передача тепла по тверда частицам порошка идет по сложному пути, причем с уменьшением размеров частиц теплопроводность порошка уменьшается в результате увеличения числа контактных разрывов, а также вследствие роста сопротивления тепловсяду потоку внутри каждой частицы. [c.141]

Значительная часть теплового потока через вакуумно-порошковую изоляцию передается излучением, которое подчиняется другим законам, чем перенос тепла теплопроводностью, описыва-мый уравнением (1). Все же это уравнение привлекает своей простотой, и им пользуются обычно при рассмотрении сложного теплообмена в дисперсных средах, понимая под названием коэффициент теплопроводности просто коэффициент пропорциональности между тепловым потоком и градиентом температуры и учитывая зависимость теплового потока от других факторов в виде зависимости от этих факторов коэффициента теплопроводности. При этом часто пользуются термином кажущийся коэффициент теплопроводности или эффективный коэффициент теплопроводности . В дальнейшем изложении будем для краткости пользоваться термином коэффициент теплопроводности , подразумевая под ним коэффициент пропорциональности в уравнении (1) для случая одновременного переноса тепла теплопроводностью твердого тела, теплопроводностью газа и излучением. [c.90]

Пламя всегда сопровождается механическим возмущением — местным сжатием вследствие расширения газа, распространяющимся по свежему газу со скоростью звука. Если начальная температура газа приближается к его температуре воспламенения (соответствующей, конечно, временному фактору Тр), для воспламенения газа становится достаточным то небольшое повышение температуры и давления, которое создается в газе даже очень малым механическим возмущением. В этом случае распространение пламени будет определяться уже не переносом тепла теплопроводностью от зоны горения, а распространением механического возмущения. Соответственно предельной скоростью пламени при Тв—Т -> О будет скорость звука при данной температуре газа. Мы приходим, таким образом, к выводу, что тот факт, что скорость пламени не обращается в бесконечность при Тв—То-> О, указывает лишь на изменение в этих условиях самого механизма распространения пламени, а не на ошибочность положенных в основу формулы (2) представлений. Поскольку в этом случае мы имеем совместное распространение реакции и механического возмущения, этот тин распространения пламени можно назвать детонационноподобным . [c.40]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология