Теплоотдача жидкостей, паров и газов

Формулы (VI.68) и (VI.69) справедливы при конденсации чистых паров различных жидкостей, в том числе и паров с влажностью до 20%. В случае полной конденсации перегретых паров с температурой и удельной теплоемкостью Ср к скрытой теплоте испарения г необходимо добавить теплоту перегрева (4ер — 4). т. е. коэффициент теплоотдачи несколько больше, чем для насыщенных паров [под радикалом в формуле (VI.68) будет г + Ср ( р — 1. Наличие в парах неконденсирующихся газов сильно понижает коэффициент теплоотдачи из-за блокирования поверхности теплообмена малотеплопроводной газовой пленкой. Так, например, при содержании в водяном паре 1 % (объемы.) воздуха коэффициент теплоотдачи падает в 2,5 раза, при 2% — в 3,2 раза, при 3,5% — в 5 раз. Следует также учесть, что коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара зависит от состояния поверхности он уменьшается примерно иа 15—30% в случае ее шероховатости или покрытия окислами из-за возрастания толщины стекающей пленки. Такое же воздействие оказывает восходящий поток пара при большой скорости движения. [c.303]

Теплопередача путем конвекции происходит при передаче тепла от твердой фазы к жидкой или, наоборот, от подвижной фазы к твердой, например при охлаждении паров и газов в холодильнике. Конвекция может быть основана либо только на естественном движении подвижной фазы, возникающем в результате изменения плотности с температурой (естественная конвекция), либо она может быть ускорена механическим способом, например перемешиванием или ускоренным протеканием газа через трубки (принудительная конвекция). Даже при очень интенсивном движении жидкости или газа в непосредственной близости от стенки остается очень тонкий неподвижный слой, в котором теплопередача осуществляется не в результате конвекции, а за счет теплопроводности. Этот слой создает наибольшее сопротивление теплопередаче между обеими фазами. Коэффициенты теплопроводности этого слоя и подвижной фазы включены в коэффициент теплоотдачи а [c.83]

Теплоотдача жидкостей, паров и газов [c.116]

ТЕПЛООТДАЧА ЖИДКОСТЕЙ, ПАРОВ И ГАЗОВ [c.94]

Теплоотдача жидкостей, паров и газов. Теплоотдача представляет собой процесс теплообмена между жидкостью, паром или газом и поверхностью стенки при их непосредственном соприкосновении. Она осуществляется одновременно благодаря конвекции и теплопроводности. [c.145]

С ростом паросодержания х паровые пузыри сливаются и занимают всю среднюю часть трубы, внутри которой несутся мелкие капельки влаги. При этом жидкость на стенке образует кольцевой слой, вследствие чего режим течения называется дисперсно-кольцевым (участок ОЕ). Далее толщина кольцевого слоя уменьшается по длине трубы, пленка разрушается (точка Е), а капельки влаги, содержащиеся в потоке, в ряде случаев не достигают стенки трубы, так как испаряются в перегретом пограничном слое. Кипение на стенке прекращается, стенка высыхает , теплоотдача ухудшается, и температура стенки растет. После достижения максимума температура стенки снова несколько уменьшается по длине трубы, что связано с интенсификацией теплоотдачи при ускорении потока из-за испарения оставшейся в ядре влаги и увеличения объема протекающей среды. Это зона подсушивания потока и теплоотдачи к влажному пару (участок ЕЕ). После испарения всей влаги (ж = 1, сухой насыщенный пар) температура пара и стенки начинает расти вдоль трубы в соответствии с закономерностями теплоотдачи к перегретому пару (газу). [c.162]

Оребренные ТА используются в тех случаях, когда коэффициент теплоотдачи а1 для одного из теплоносителей на один или два порядка меньше коэффициента теплоотдачи а2 со стороны второго теплоносителя щ аг. Такая ситуация типична для аппаратов воздушного охлаждения (реже — нагревания), когда вторым теплоносителем является капельная жидкость или конденсирующийся пар. Малое значение а со стороны воздуха (в общем случае любого газа) компенсируется искусственным увеличением теплоотдающей поверхности р1, контактирующей с воздухом, так, чтобы по возможности соблюдалось соотношение а1 1 а.2р2, в котором р2 — тенлообменная поверхность со стороны жидкости (пара). Увеличение (обычно в 15-25 раз по сравнению с наружной поверхностью трубы) достигается установкой поперечных или продольных металлических ребер на наружной поверхности труб. На рис. 6.2.5.10 в качестве примера показано оребрение горизонтальной трубы поперечными ребрами прямоугольной формы. Поперечные ребра могут иметь форму дисков, в том числе и уменьшающейся к периферии дисков толщины, что эффективней с точки зрения процесса теплообмена, но и дороже в изготовлении. Продольные ребра — это узкие пластины, привариваемые к наружной поверхности трубы вдоль ее оси. Существенно, что воздушный поток должен быть направлен так, чтобы вся суммарная поверхность ребер хорошо омывалась воздухом без каких-либо застойных зон. Если теплоотдача от ребер носит характер гравитационной конвекции (см. 4.1.5), то ребра должны располагаться вертикально. [c.355]

Пузырчатое кипе и и с — это кипение, при котором иа границе раздела жидкость—пар постоянно образуются, растут и отрываются пузырьки пара. Для формирования и последующего роста пузырьков требуется, чтобы жидкость была перегрета относительно поверхности. Достигнув определенного размера, пузырьки отрываются от поверхности нагрева, перемешивают жидкость в пристеночной области и таким образом способствуют существенному увеличению интенсивности теплоотдачи. Это явление названо пузырчатым кипением потому, что механизм кипения связан с наличием взвешенных частиц, микронеровностей поверхности, растворенных газов или других видов центров парообразования, на которых образуются пузырьки. Без гравитационных сил пузырьковое кипение не существует. [c.121]

Скорость фазового перехода из газообразного состояния в твердое. Эта скорость определяется интенсивностью отвода тепла из газовой фазы и из образующейся затем твердой фазы. При проведении сублимации без добавления в конденсатор холодного газа-носителя фактором, определяющим скорость процесса, является обычно коэффициент теплоотдачи от пара к поверхности конденсации. В этом случае величина общего коэффициента теплопередачи лежит в пределах 2,44—9,77 ккал м ч - град). Исключительно высокие скорости охлаждения могут быть получены при добавлении холодного газа-носителя непосредственно в пар или при дополнительном охлаждении потока пара путем прямого контакта с инертной жидкостью. [c.602]

Коэффициент теплоотдачи характеризует интенсивность теплообмена между поверхностью тела и окружающей его жидкостью или газом (паром). На величину коэффициента теплоотдачи влияют [c.13]

Разумеется, что процесс аккумуляции теплоты фазового превращения (или точнее ее отвод) при конденсации пара в твердое состояние имеет тот же физический смысл, что и при конденсации в жидкость. Такой случай можно сравнить с процессом конденсации пара в жидкость в присутствии неконденсирующегося газа, когда определяющим параметром процесса служит не коэффициент теплоотдачи от пара к стенке, а скорость диффузии пара через слой неконденсирующегося газа [8]. Точно так же при работе сублимационного конденсатора определяющим является не коэффициент теплоотдачи а, а скорость прохода пара из сублиматора в конденсатор, которая обусловливается разностью давлений, создаваемой сублимационным конденсатором, и пропускной способностью вакуумных коммуникаций. [c.113]

В действительности, в процессе абсорбции, особенно в статических условиях, и при небольших скоростях жидкости и газа газообразная и жидкостная пленки, очевидно, имеются. Однако такой подход к обоснованию методики расчета абсорбционных аппаратов, по нашему мнению, не способствует изучению процесса абсорбции. Для расчетов по теплопередаче частные коэффициенты или коэффициенты теплоотдачи необходимы, так как между участвующими в теплообмене теплоносителями находится разделяющая их твердая стенка, обладающая определенным термическим сопротивлением, и числовые значения коэффициента теплопередачи зависят от этого термического сопротивления стенки и от теплообмена между теплоносителями и стенкой. В диффузионных процессах обе фазы находятся в непосредственном соприкосновении, и поэтому общий коэффициент массопередачи для каждой пары жидкости и газа зависит исключительно от их свойств и скорости протекания жидкости и газа, и нет никакой необходимости вводить частные коэффициенты. Тем более, что практически опытным путем непосредственно величины этих частных или пленочных коэффициентов определить не представляется возможным. Гораздо проще и надежнее сразу определить опытным путем общий коэффициент массопередачи в зависимости от условий проведения процессов, как коэффициент скорости переноса массы из одной фазы в другую. [c.592]

Средняя разность температур. При теплоотдаче в теплообменных аппаратах температура жидкости или газа (пара) изменяется. Поэтому при определении Q необходимо определить среднюю разность температур 0т- -0, которая зависит от направления движения одной среды относительно другой. В холодильной технике наиболее часто встречаются следующие направления движения охлаждающего и охлаждаемого тел 1) прямоток—среда, отдающая тепло, движется в том же направлении, что и среда, воспринимающая тепло. При этом температура теплой среды уменьшается от // до и", а температура холодной среды повышается от до х" 2) противоток — среда, отдающая тепло, движется навстречу среде, воспринимающей тепло. При противотоке достигается большая разность температур, чем при прямотоке. [c.136]

Интенсивность теплообмена между стенкой и жидкостью, паром или газом зависит от скорости и характера их движения, разности температур, состояния и физических свойств жидкости, пара или газа, состояния иоверхности теплопередающей стенки. На интенсивность теплообмена оказывает большое влияние также форма поверхности теплоотдачи и ее расположение (трубы горизонтальные, вертикальные или наклонные). Теплообмен меняется еще в зависимости от того, протекает ли жидкость, пар или газ внутри труб или обтекает их [c.94]

Примерно такой случай может иметь место при нагревании металла водяным насыщенным паром, у которого коэффициенты теплоотдачи очень велики. Однако часто приходится иметь дело с охлаждением или нагреванием тел жидкостями с небольшими коэффициентами теплоотдачи (например нагревание газами). В таких случаях температура поверхности тела не будет равной температуре жидкости о. Если даже вследствие большого потока жидкости ее температура будет постоянной, то температура поверхности стенки по истечении некоторого времени будет меняться. [c.343]

Теплоотдача при вынужденном движении жидкости и газа (пара) [c.24]

Теплоотдача при турбулентном течении жидкости или газа (пара) [c.24]

I. Теплоотдача вертикальных и горизонтальных труб (проволок), вертикальных плит и шаров при естественной конвекции жидкости и газа (пара) в большом объеме определяется по формуле М. А. Михеева [c.26]

Сопротивление потоку тепла нри прохождении его через любую другую среду (жидкость, газ, пар) выражается посредством пленки , которая имеет такое же сопротивление, как и сама среда. Интенсивность теплообмена между движущейся средой и поверхностью ее раздела с другой средой (поверхностью твердого тела) характеризуется коэффициентом теплоотдачи а. [c.127]

Дистилляция жидких смесей, состояш,их из высококипящих компонентов, часто либо невозможна из-за термолабильности последних, либо сильно усложняется необходимостью использования высокотемпературных теплоносителей, обладающих, как правило, относительно низкими коэффициентами теплоотдачи (топочные газы, органические жидкости и др.). Для понижения рабочей температуры дистилляции в ряде случаев осуществляют процесс под вакуумом, но это удорожает установку и повышает -эксплуатационные затраты. Гораздо проще и глубже может быть понижена рабочая температура при дистилляции в т о к е водяного пара, применимой, однако, в случаях малой растворимости дистиллята в воде. [c.509]

В аппаратах пленочного типа жидкость в виде тонкой пленки стекает вниз по теплообменной поверхности под действием силы тяжести или поднимается вверх под динамическим воздействием восходящего потока газа или пара. Малое время термической обработки жидкости на теплообменной поверхности не позволяет развиваться нежелательным процессам полимеризации, термической деструкции или пригорания жидкости на горячей поверхности. Высокая скорость перемещения жидкой пленки обеспечивает приблизительно в два раза большие значения коэффициентов теплоотдачи по сравнению с теплоотдачей в полностью заполненных жидкостью трубах. Для еще большей интенсификации теплообмена могут быть использованы методы искусственной турбулизации течения пленок увеличением шероховатости поверхности, механическим срывом пленки, пульсацией расхода жидкой фазы, воздействием центробежных сил, вибрацией и т. п. [c.248]

Е. Теплоотдача на участках, где критический тепловой поток превышен. Кризис (гребень на поверхности кипения на рис. 3) предсгавляет собой ситуацию, прп которой происходит более или менее резкое уменьшение К0э([х])ициеита теплоотдачи на од.чн или два порядка по сравнению со значением при пузырьковом кипении и двухфазной вынужденной конвекции. Это понижение происходит в результате того, что теплоотдающая поверхность не смачивается полностью жидкостью. Пар полностью или частично покрывает поверхность, и nep Fio теплоты осуществляется не через высокотеплопроводную жидкость, а через газ. [c.398]

Л = Рс( п, п. п, ос . где Рр> Р,-коэф. массоотдачи, р-давление смеси, Рд- парциальное давление пара, у = pJp-ыo-лярная концентрация пара, Сц = р /р-массовая концентрация пара, рц, р-локальные плотности пара и смеси индексы означают гр -у границы раздела фаз, осн -в осн. массе смеси. Плотность потока теплоты, отдаваемой при И. жид-костью, составляет [в Дж(м с)] й = аЛ м = Пп + + (<гр — г)> где а , - коэф. теплоотдачи со стороны жидкости и газа, Вт/(м К), г-теплота И., Дж/кг. [c.276]

Нагревание жидкости или газа паром, конденсирующимся в межтрубном пространстве аппарата. Определение коэффициента теплоотдачи от поверхности стенки (средняя температура б ) к потоку жидкости или газа по приведенным в главе VI критериальным формулам не встречает затруднений. Для расчета коэффициента теплоотдачи ai от конденсирующегося пара (температура насыщения = onst) к противоположной поверхности стенки (средняя температура 0i) мы располагаем формулой (VI.68), конкретный вид которой зависит от расположения теплообменных труб. Для пучка горизонтальных труб диаметром d формула (VI.68), если придерживаться обозначений на рис. VII-25, будет иметь следующий вид = 0,728ф Рж кжгя/цу d (t — 0i), где ф — коэффициент, учитывающий число расположенных друг над другом рядов труб в горизонтальном пучке. [c.369]

При малых значениях разности температур АТ =Т -Т число паровых пузырьков на греющей поверхности мало, и они практически не влияют на интенсивность естественно-конвективной теплоотдачи. По мере увеличения АТ число паровых пузырей быстро увеличивается, и интенсивность теплоотдачи соответственно возрастает. Однако слишком большое количество пузырей, не успевающих отрываться от поверхности, одновременно блокирует часть греющей поверхности от тепловоспринимающей жидкости (пар обладает сравнительно малой теплопроводностью и теплоемкостью), и рост интенсивности теплоотдачи замедляется (рис. 4.1.5.7). При некотором критическом значении АГкр паровые пузьфьки не успевают отрываться индивидуально и сливаются в сплошную паровую пленку, блокирующую теплоподводящую стенку от жидкости. Интенсивность теплоотвода резко (в 20-40 раз) уменьшается, ггo соответственно уменьшает не только количество передаваемой теплоты, но и может привести к нежелательному перегреву самой поверхности, если ее обогрев производится высокотемпературным теплоносителем (например, топочными газами). Переход кипения от пузырькового режима к пленочному назьшается кризисом кипения. [c.243]

К опасным нарушениям технологического режима и разрывам теплообменных элементов во взрывоопасных производствах приводят ошибки в аппаратурном оформлении и при ведении процессов. Например, иногда не учитываются особенности теплоотдачи кипящей жидкости. Как известно, при кипении жидкости пар имеет температуру насыщения, зависящую от давления в аппарате. При интенсивном парообразовании кипящая жидкость перегревается и имеет температуру несколько выше температуры насыщения. Наибольший перегрев жидкости наблюдается около обогреваемых стенок, причем отдельные точки поверхности стенок (бугорки, шероховатости, пузырьки адсорбированных на поверхности газов и т. д.) являются центрами парообразования, т. е. местами образования пузырьков пара, которые при определенном росте отрываются, охлаждая жидкость вблизи данного центра. При таком ядерном или пузырьковом процессе с увеличением удельной тепловой нагрузки возрастает перегрев жидкости и до определенного предела коэффициент теплоотдачи. Однако при достижении некоторого критического значения удельной тепловой нагрузки <7кр [для воды при атмосферном давлении <7кр = 4,19-10 Дж/(м2-ч)] число центров парообразования становится настолько большим, что отдельные пузырьки сливаются друг с другом, образуя сплошную паровую пленку, которая отделяет жидкость от обогреваемой поверхности стенок. При таком пленочном режиме кипения коэффициент теплоотдачи резко снижается, и разность температур между стенкой и жидкостью становится весьма большой, что многократно приводило к опасным перегревам стенок ап-пярятов (например, при обогреве горячими топочными газами), к их разрывам, выбросам горючих продуктов и крупным авариям. [c.184]

Коэффициент теплоотдачи ag от стенки трубы к водяному пару можно определить по формулам теплоотдачи соприкосновением. Для турбулентного движения потока жидкости или газа внутри труб и каналов выше была приведена формула (VIII, 7), которая при подстановке значений соответствующих критериев принимает следующий, удобный для расчетов, вид [c.376]

Коэффициент теплоотдачи а вт1[м -град)[ккал1 м -ч-град)] количество тепла, переданного от жидкости или газа к поверхности в 1 в течение 1 сек (1 ч) при разности температур между жидкостью или газом и поверхностью в 1°С. Он характеризует интенсивность теплообмена между поверхностью твердого тела и окружающей его средой. На величину коэффициента теплоотдачи влияют род жидкости — капельная, газ или пар род, характер и скорость движения жидкости форма поверхности и ее линейные размеры физические свойства жидкости удельный вес, вязкость, теплоемкость, теплопроводность и др. температура жидкости и стенки. [c.132]

Теплоотдача при ламинарном течении жидкости или газа (пара) Б горизонтальной трубе определяется по формуле И. Т. Аладьева [c.24]

Погружные теплообменники. В погружном змеевиковом теплообменнике (рис. 111-17) капельная жидкость, газ или пар движутся по спиральному змеевику 1, выполненному из труб диаметром 15—75 мм, который погружен в жидкость, находящуюся в корпусе 2 аппарата. Вследствие большого объема корпуса, в котором находится змеевик, скорость жидкости в корпусе незначительна, что обусловливает низкие значения коэффициента теплоотдачи снаружи змеевика. Для его увеличения повышают скорость жидкости в корпусе путем установки в нем внутреннего стакана 3, но при этом значительно уме,ньшается полезно используемый объем корпуса аппарата. Вместе с тем в некоторых случаях большой объем жидкости, заполняющий корпус, имеет и положительное значение, так как обеспечивает более устойчивую работу теплообмениика при колебаниях режима. Трубы змеевика крепятся на конструкции 4. [c.331]

Рассчитать насадочный абсорбер (насадка—кольца размером 50 мм внавал) для поглощения НС1 водой. Количество поступающего газа 0,1512 кмоль сек (12000 м ч при О °С и 1 бар), его температура /,=70 °С, давление 1 бар. Содержание НС1 в поступающем газе уд = 0,24 (K j =0,316). Исходный газ не содержит водяных паров ( i=i i = 0). Концентрация получаемой соляной кислоты Xj = 0,161 (28 вес. %). Степень извлечения НС1 из газа 95%. Объемные коэффициенты массопередачи при поглощении хлористого водорода Кд=0,0438 кл10ль-л1 -сек 1 при испарении воды /( =0,05клголб-лг -се/с"1. Объемный коэффициент теплоотдачи от газа к жидкости а=1,3 нет-м - град -. Температура поступающей на абсорбцию воды 02 = 50 С. [c.732]

Движущиеся сртды, участвующие в Т. и интенсифшщр)/ю-щие его, наз. теплоносителями (обычно капельные жидкости, газы и пары, реже-сыпучие материалы). Известны два осн. способа проведения тепловьк процессов путем теплоотдачи и теплопередачей. Теплоотдача-Т. между пов-стью раздела фаз (чаще твердой пов-стью) и теплоносителем. Теплопередача-Т. между двумя теплоносителями ИЛИ иными средами через разделяющую их твердую стенку либо межфазную пов-сть. [c.526]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология