Пористые поверхности теплообмена

Правильность некоторых теоретических выводов, указанных выще, была проверена экспериментально в работе [85]. Проводился вдув водорода, гелия, углекислого газа и фреона-12 сквозь пористую поверхность горизонтального цилиндра, расположенного в спокойном воздухе. При вдуве газов легче воздуха (водорода и гелия) диффузия оказывает сильное влияние на теплообмен и адиабатическая температура поверхности превышала температуру окружающей среды. При вдуве газов тяжелее воздуха (углекислого газа и фреона-12) диффузия оказывает слабое влияние на теплообмен и адиабатическая температура поверхности была ниже температуры окружающей среды. [c.401]

Расчеты температурных и концентрированных полей в адиабатическом слое катализатора выполнялись по двум. моделям а) двухфазная модель адиабатического слоя, учитывающая процессы конвективного переноса тепла и массы газовым потоком, массо- и теплообмен между наружной поверхностью зерен катализатора и газовым потокам, продольный перенос тепла по скелету слоя [5] б) модель, учитывающая процессы переноса тепла и вещества внутри пористого зерна катализатора (3.22). [c.212]

Особое внимание уделяется тепловой изоляции резервуаров, которые делают двухстенными с зазором между стенками 1 м, заполненным изоляционным материалом. В качестве такого материала применяют пробку и пористые пластмассы. Несмотря на изоляцию, происходит некоторый теплообмен через стенки резервуара, что приводит к испарению и потере метана. Однако эта потеря невелика, и чем больше объем резервуара и меньше отношение поверхности к объему, тем меньше и относительная потеря метана. Поэтому наиболее выгодно хранить жидкий метан в шаровых резервуарах, у которых поверхность минимальная для данного объема жидкости. [c.213]

ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ ХЛАДОАГЕНТОВ НА ПОВЕРХНОСТЯХ С ПОРИСТЫМИ ПОКРЫТИЯМИ [c.15]

Основываясь на рассмотренных методах воздействия на теплообменную поверхность с целью повышения теплоотдачи, можно утверждать, что применение пористых покрытий (металлических и неметаллических) является наиболее эффективным. [c.19]

Пористые металлические покрытия могут быть получены различными способами электрохимической эрозией теплообменной поверхности, электрохимическим осаждением, напылением, спеканием с поверхностью металлических порошков, сеток, стружки. Эти способы позволяют получить на теплообменной поверхности капиллярно-пористую матрицу с множеством сообщающихся и открытых к поверхности капиллярных каналов. [c.19]

Наиболее вероятными местами возникновения пузырей на теплообменной поверхности являются элементы шероховатости в виде различных углублений, трещин и пор на поверхности нагрева. При этом условием активности этих элементов как центров парообразования является соответствие их размеров i в данных условиях (р, Ь.Т). Значения а следовательно, и зависят как от теплофизических свойств кипящей жидкости, так и от режимных параметров (р, ДГ). Благодаря этому создание пористой матрицы с большим количеством капиллярных пор, активных при данных условиях, обеспечивает максимальное число центров парообразования. [c.19]

Вследствие указанных выше причин пористые покрытия обеспечивают благоприятные условия возникновения и роста паровых пузырей и увеличения числа центров парообразования по сравнению с гладкой поверхностью. В результате этого существенно снижаются термическое сопротивление пограничного слоя у теплообменной поверхности и ДГ, необходимая для возникновения и поддержания кипения, по сравнению с гладкой поверхностью. [c.20]

Сопоставление данных по теплообмену на поверхностях с пористыми покрытиями, представленное на рис. 7, показало, что наиболее эффективными являются покрытия, нанесенные методом [c.25]

Однако несомненно, что пористые металлические покрытия теплообменных поверхностей могут с успехом использоваться для интенсификации теплообмена, кроме испарителей холодильных машин, также в тепловых трубах, термосифонах, конденсаторах-испарителях установок газоразделения и других охлаждающих устройствах. [c.28]

Теплообмен при кипении хладоагентов на поверхностях с пористыми покрытиями. [c.212]

Теплообмен на границе твердых частиц с внешней средой обусловлен взаимодействием молекул газа с поверхностью твердого тела и зависит от пористости изоляции, рода газа-наполнителя, температуры и давления газа, материала остова. Увеличение теплопроводности остова приводит к возрастанию эффективной теплопроводности. Для волокнистых материалов с увеличением теплопроводности волокна количество передаваемой теплоты растет непропорционально, что объясняется главным образом наличием контактного термического сопротивления в местах касания волокон. [c.19]

Лучистый теплообмен в изоляциях определяется преимущественно уровнем температур на поверхностях изоляции и зависит от усредненного расстояния между твердыми частицами скелета, степени черноты твердых частиц и поверхностей, ограничивающих изоляцию, поглощательной и излучательной способности газа-наполнителя. С ростом температур, степени черноты и пористости передача теплоты излучением возрастает. [c.19]

Предложен (пат. Великобритании № 1507034) трубчатый кристаллизатор для концентрирования жидких пищевых продуктов методом вымораживания, который работает в следующем режиме. После охлаждения смеси в трубах их кратковременно подогревают. Кристаллы теряют сцепление с теплообменной поверхностью. Под действием напора новой порции разделяемой смеси пористый стержень, состоящий из кристаллов льда с включениями маточника, выходит из труб и разрезается вращающимся дисковым ножом. [c.162]

Сущность метода производства клинкера во взвешенном слое заключается в том, что через слой сыпучего материала, поддерживаемого колосниковой решеткой или пористой насадкой, снизу вверх пропускается газ со скоростью, при которой в слое происходит непрерывная циркуляция отдельных зерен. Состояние материала в этом случае имеет большое сходство с состоянием кипящей жидкости и подчиняется законам гидростатики. Высокие относительные скорости газов, омывающих мелкозернистый материал, а также большая поверхность контакта, обусловливают в этом случае весьма эффективный теплообмен. Интенсивное перемещение и перемешивание зерен обусловливают практически равномерное распределение температур и концентраций во взвешенном слое. [c.242]

При теплообмене твердых частиц с потоком газа теплопроводность вещества частиц, как правило, на два порядка (а для металлов на три порядка) выше теплопроводности газа. Поэтому выравнивание температуры по объему зерна происходит практически мгновенно по сравнению с теплообменом с потоком и температура во всех точках его поверхности Гз одинакова и равна температуре внутри зерна. Исключение составляют зерна очень пористых материалов, эффективная теплопроводность которых может быть на порядок ниже, чем для сплошных. Различие в теплопроводности зерен и потока снижается также для теплообмена с потоком жидкости. В таких случаях при анализе экспериментальных данных следует учитывать различие в температурах поверхности и внутренних областей зерна и принимать во внимание процесс внутреннего теплообмена. [c.478]

Библиография основных работ по применению пористых покрытий за рубежом представлена в [13, 28, 36, 42]. Обзор и анализ данных об условиях и эффективности применения поверхностей с пористыми металлическими покрытиями выполнены в [13, 28, 42], сведения о технологии нанесения покрытий при производстве теплообменных труб и перспективах применения испарителей с пористыми покрытиями, полученными газотермическим методом, даны в [28], физические представления о протекании кипения в пористых металлических структурах — в [13, 42]. [c.96]

В применении к пористым теплоизоляционным материалам термин коэффициент теплопроводности носит условный, т. е. эквивалентный характер, так как в них наблюдается не только чистая теплопроводность, как в однородных твердых телах. В действит тельности в пористых телах передача теплоты осуществляется всеми тремя способами теплопроводностью, конвекцией и лучеиспусканием. Передача теплоты теплопроводностью происходит главным образом по материалам каркаса, в то время как в конвективном обмене участвует газ, заключенный внутри пор, а радиационный теплообмен осуществляется между поверхностями пор. Существенную роль в общем процессе передачи теплоты в пористых телах играет конвективный теплообмен. Его относительное значение возрастает для пор большего размера. Как видно из табл. 3.1, при росте диаметра пор до 0,5 и даже до 1 мм не проис- [c.63]

Следует иметь в виду, что в применении к пористым изоляционным материалам термин коэффициент теплопроводности носит условный, эквивалентный характер, поскольку в них имеет место не только чистая теплопроводность, как в однородных твердых телах. В действительности в пористых телах передача тепла осуществляется всеми тремя способами теплопроводностью, конвекцией и лучеиспусканием. Передача тепла теплопроводностью происходит главным образом по материалу оболочек, в то время как в конвективном обмене участвует воздух, заключенный внутри пор, а радиационный теплообмен осуществляется внутри пор, между их поверхностями. Существенное значение в общем процессе передачи тепла в пористых телах имеет конвективный теплообмен. Его относительная роль возрастает с увеличением размера пор. Табл. 3 характеризует рост условного коэффициента теплопроводности воздуха с увеличением размера пор и с повышением температуры. [c.83]

Тепло, выделяющееся при проведении реакции, отводится за счет теплопроводности из глубины пористого зерна к его поверхности. Теплообмен между кипящим слоем и теплообмепным устройством характеризуется коэффициентом теплоотдачи. Поверхность теплообменного устройства, часто работающего в широком диапазоне температур и давлений, зависит от правильной оценки коэффициента теплоотдачи. [c.42]

В контактных аппаратах с неподвижным катализатором Нельзя применять водяные холодильники, так как вследствие весьма низкой теплопроводности пористых гранул ванадиевого катализатора [порядка 0,57 ккал м-град -ч) у теплообменных поверхностей происходит резкое-падение температуры ниже температуры зажигания катализатора. Кроме того, на холодных поверхностях теплообменных труб может конденсироваться серная кислота, что вызывает быструю их коррозию и порчу контактной массы, находящейся в зоне теплообменников. Эффективная теплопроводность кипящего с лоя достигает 15 ООО ккал/(д1 грй 9.ч) [181, а коэффициенты теплоотдачи столь велики [16, 19], что становится возможным применение водяных холодильников (см. главу IV). При этом не происходит конденсации серной кислоты на холодных поверхностях, омываемых кипящим слоем при снижении температуры до 390° С, т. е. ниже рабочих температур катализа [20]. Теплопередача от кипящего слоя к воде, протекающей в трубах водяного холодильника, происходит много интенсивнее, чем в газовых теплообменниках, которые устанавливают между слоями аппаратов с неподвижным катализатором коэффициент теплопередачи возрастает в среднем в 15 раз. Движущая сила процесса теплопередачи Ai (разность температур) также увеличивается примерно в 2 райа. Таким образом, площадь теплообмена Р, вычисляемая по формуле [c.144]

Относительно засоряемости пор в трубах с пористым покрытием имеются различные сведения. Например, при использовании пористых теплообмеиных поверхностей в дистилляци-онной аппаратуре для опреснения воды наблюдалось образование солевых отложений в порах, что в 2 раза снижало коэффициент теплоотдачи по сравнению с коэффициентом, характерным для кипения чистой воды [26]. Сообщается также об исследованиях проблемы засорения пор, проведенных с 66 различными жидкостями. При этом установлено, что пористая поверхность весьма мало подвержена загрязнениям и характеристики теплообменных аппаратов практически не изменялись в течение длительного времени [27]. [c.21]

При выводе указанного уравнения предполагалось, что коэффициенты пористости и проницаемости не изменяются с давлением, i. e. пласт недеформируем, вязкость газа также не зависит от давления, гяз совершенный. Принимается также, что фильтрация газа в пласте происходит по изотермическому закону, т.е. температура газа и пласта остается неизменной по времени. Впоследствии один из учеников Л.С. Лейбензона-Б. Б. Лапук в работах, посвященных теоретическим основам разработки месторождений природных газов, показал, что неустановившуюся фильтрацию газа можно приближенно рассматривать как изотермическую, так как изменения температуры газа, возникающие при изменении давления, в значительной мере компенсируются теплообменом со скелетом пористой среды, поверхность контакта газа с которой огромна. Однако при рассмотрении фильтрации газа в призабойной зоне неизотермичность процесса фильтрации сказывается существенно вследствие локализации основного перепада давления вблизи стенки скважины. Кстати, на этом эффекте основано использование глубинных термограмм действующих скважин для уточнения профиля притока газа по толщине пласта (глубинная дебитометрия). При рассмотрении процесса фильтрации в пласте в целом этими локальными эффектами допустимо пренебрегать. [c.181]

Законы переноса вещества и тепла идентичны. Из-за развитой внутренней поверхности имеет место интенсивный теплообмен между обеими фазами, приводящий к гомогенизации системы. Поэтому становится вполне приемлемым использование закона Фурье q = — Я-эф grad Т, определяющего плотность теплового потока q в зависимости от градиента температуры и величины коэффициента эффективной теплопроводности зерна катализатора Хэф. Экспериментальные значения Хдф, найденные различными авторами, например [73], свидетельствуют о том, что на теплопроводность пористых зерен относительно слабо влияют теплофизические свойства твердого материала. Большое влияние оказывает теплопроводность газовой фазы. Однако решающее значение на величину зф оказывают геометрические характеристики структуры, особенно величины площадей наиболее узких мест или окрестности областей спекания, сращивания, склеивания частиц друг с другом. Для приближенной оценки величины Хэф можно рекомендовать монографию [74], в которой представлен значительный объем экспериментальных данных по дисперсным материалам. [c.157]

Внешняя массо- и теплопередача. Помимо процессов диффузии и теплопередачи внутри пористой частицы, существенное влияние на макроскопическую скорость каталитической реакции может оказывать массо- и теплообмен между внешней поверхностью частицы и омывающим ее потоком. Гетерогенно-каталитический процесс всегда проводится в условиях интенсивного движения реагирующей смеси при этом в основной части ( ядре ) потока молекулярная диффузия играет пренебрежимо малую роль по сравнению с конвекцией, благодаря которой происходит выравнивание состава и температуры смеси. Y твердой поверхности скорость потока обращается, однако, в нуль поэтому вблизи поверхности Ейзренос вещества будет определяться молекулярной диффузией реагентов. В первых работах по диффузионной кинетике гетерогенных реакций, принадлежащих Нернсту [11 ], принималось, что вблизи поверхности существует слой неподвижной жидкости толщиной б и диффузия через этот слой ли- [c.102]

Новый конструкционный материал поробонд для изготовления теплообменной аппаратуры, разработанный в США фирмой ОИп Brass Div., представляет собой пористую среду из соединенных мелких частиц, связанных с теплопередающей поверхностью (например мелкие медные частицы, соединенные с медными и стальными трубками). Разветвленная поверхность способствует получению высоких коэффициентов теплопередачи. Так, в масляных холодильниках, выполненных из этого материала, получены коэффициенты теплопередачи, которые в 6—8 раз больше, чем в обычных кожухотрубных теплообменниках. Теплообменники, выполненные из этого материала, значительно компактнее, легче и дешевле обычных, кожухотрубных [126]. [c.116]

Динамические характеристики. Из-за внешних воздействий и (или) изменений внутренних свойств катализатора и реактора в целом температурные и концентрационные поля в слое катализатора меняются во времени. При этом, как было показано, те параметры, влияние которых в стационарном режиме можно было не учитывать, часто оказываются существенными в нестационарном процессе. К таким параметрам можно отнести, например, дисперсию вещества вдоль слоя катализатора, массоемкость и теплоемкость слоя, неравподоступность наружной поверхности зерна, внешний тепло- и массообмен. В стационарном режиме значительное число факторов воздействует на состояние системы независимо и часто аддитивно. Это позволяет использовать более узкие модели и эффективные параметры, отражающие суммарное влияние этих факторов. В нестационарном режиме степень влияния этих же факторов может быть иной и, кроме того, сильно зависеть от состояния системы. Р1х влияние необходимо учитывать порознь. Так, например, дисперсию тепла вдоль адиабатически работающего слоя катализатора в стационарном режиме вполне достаточно представить коэффициентом эффективной продольной теплопроводности. В нестационарном режиме это недопустимо — необходимо учитывать раздельно перенос тепла по скелету катализатора, теплообмен между реакционной смесью и наружной поверхностью зерна и иногда перенос тепла внутри пористого зерна. Из-за инерционных свойств в нестационарном режиме имеют место большие, чем в стационарном, градиенты температур и концентраций на зерне и в слое катализатора. Это приводит, иапример, к отсутствию пропорциональной зависимости между температурой и степенью превращения, непродолжительному, но большому перегреву у поверхности зерна с наилучшими условиями обмена, значительным перегревам слоя — динамическим забросам, на-Л1Н0Г0 превышающим стационарные перепады температур между входом и выходом из слоя могут быть в несколько раз больше адиабатического разогрева при полной степени превращения. Сдвиг по фазе между температурными и концентрационными полями иногда приводит к возникновению колебательных пере- [c.13]

Например, применение керамических горелок (горелок инфракрасного излучения), в которых сжигание высококалорийного топлива высокой степени очистки осуществляется внутри пористой керамики или в тончайшем газовом слое вблизи поверхности керамики. Целые панели из таких горелок могут заменять собой футеровку, являясь мощным излучателем, обеспечивающим интенсивную теплоотдачу на поверхность нагрева. Собственное излучение тонкого слоя газов в сторону поверхности нагрева незначительно. В данном случае, мы имеем дело с типичным предельным случаем косвенного направленного теплообмена, при котором весь теплообмен обеспечивается излучением кладки. В таких печах отвод газов осуществляется вблизи поверхности нагрева, т. е. в самой холодной части печи, что и обеспечивает высокое значение коэффициента исп.ользования топлива. Применение обычных беспламенных горелок с- керамическим туннелем и направлением продуктов сгорания тонким слоем на футеровку печи также позволяет организовать теплообмен, приближающийся к предельному случаю косвенного направленного теплообмена. В рассмотренных случаях, очевидно, преимущества имеют те виды топлива, которые не склонны в процессе сжигания к сажеобразованию, т. е. топлива, не содержащие в том или ином виде тяжелых углеводородов. [c.76]

Наибольшей интенсивности теплообмена можно достигнуть при кипении жидкостей в области малых ДГ при применении пористых металлических [32—37] и неметаллических [38, 39] покрытий теплообменной поверхности. В [33] отмечена существенная интенсификация теплообмена при кипении фреонов, аммиака, воды, углеводородов и криогенных жидкостей на поверхностях с пористыми металлическими нокртмми. Однако отсутствиа структурных показателей пористого слоя не позволяет проанализировать взаимосвязь теплообмена со структурой и выбрать оптимальные геометрические характеристики структуры. Аналогичные данные имеются также и для пористых неметаллических покрытий [38, 39]. [c.19]

При отрыве паровых пузырей внутри матрицы остаются жизнеспособные зародыши. Вместе с тем открытая пористая структура с сообшающимися порами позволяет жидкости за счет капиллярных сил непрерывно поступать к теплообменной поверхности и в то же время препятствует смыванию зародышей из активных впадин. Не все каналы являются активными центрами парообразования, часть из них служит для питания пористого слоя жидкостью. Сообщаемость каналов внутри пористого слоя существенно увеличивает количество центров парообразования, так как в процессе роста парового пузыря из активного канала паровая фаза может проникать в соседние неактивные каналы и этим обеспечивает наличие в них зародышей паровых пузырей. [c.20]

Анализ поверхностных условий, интенсифицирующих теплообмен при кипении жидкостей, позволил выявить, как наиболее оптимальные для кипения хладоагентов, пористые металлические покрытия, полученные методами спекания с поверхностью порошков и металлизации. Экспериментальное исследование теплообмена на этих поверхностях при кипении в большом объеме широкого круга хладоагентов показало существенную интенсификацию теплообмена по сравнению с гладкими поверхностями. Интенсивность теплообмена при кипении зависит от способа нанесения покрытия, теплофизических свойств жидкости, режимных параметров (р, ДТ) и структурных показателей пористого слоя. При этом процесс теплообмена определяется условиями зарождения и роста пузырей за счет испарения тонкой пленки жидкости, заключенной между поверхностью пузыря и стенками капиллярных каналов, имеющих высокую теплопроводность, а также гидродинамическрши явлениями, вызванными этими процессами. Применение порисгых металлических покрытрй теплообменных поверхностей позволяет существенно интенсифицировать теплообмен при кипении жидкостей и улучшить массовые и габаритные показатели охлаждающих устройств. Лит. — 41 назв., ил. — 7. [c.212]

Раствор или суспензию распыляют форсунками в камере, в кого рую подают нагретьтй воздух. При распылении образуется большое количество капель. Распыленные частицы имеют большую поверхности вследствие чего происходит интенсивный массо- и теплообмен. Они быстро теряют влагу и образуют сферические пористые гранулы. Сушка гранул осуществляется всего за несколько секунд. Для этого готовя суспензию из вспомогательного вещества и увлажнителя и подают в камеру распылительной сушки. Полученные при этом гранулы смешивают с лекарственными веществами и, если необходимо, добавляют вспомогательные вещества, не введенные ранее в состав суспензии. Для грануляции в дражировочном котле отвешенные лекарственные и вспомогательные вещества помещают в дражрфовочный котел и задают ему скорость вращения 30 об/мин. Затем через форсунку в котел подают раствор связывающего вещества. Образуются небольшие гранулы, при этом уменьшают скорость вращения котла и подают на гранулы теплый воздух к высушенному грануляту добавляют скользящее вещество. В этом случае технолог жестко ограничен в количестве вспомогательных веществ в разрешенные Фармакопеей 20% от массы таблетки должны войти вещества, обеспечивающие достаточную пластичность, разрыхлители, скользящие и связывающие. Е.Е.Борзунов показал, что в качестве разрыхлителя, вместо общепринятого крахмала, лучше использовать композицию из поверхностно-активного вещества и фах-мала (0,2 2,5). [c.566]

Особого внимания заслуживает оценка термического сопротивления пленки конденсата Rпл Вопрос, очевидно, не возникает, когда разделение фаз происходит с отсосом образующегося конденсата через пористую стенку. Обычно же определение перепада температуры в пленке конденсата требует проведения большого числа трудоемких опытов при конденсации движущегося чистого пара. Однако, как показали визуальные наблюдения авто ров, из парогазовой смеси с параметрами, какие обычно имеют место на выходе изТЭ, осуществляется капельная конденсация, в связи с чем парциальное давление пара у поверхности раздела фаз можно определить по температуре стенки. Таким образом, анализ зависимости (5.30) показывает, что с точки зрения инженерной практики для обобщения опытных данных по тепло- и массо-обмену прп конденсации пара в присутствии неконденси-рующегося газа в теплообменных аппаратах ЭХГ достаточно знать закономерности изменения коэффициента массоотдачи и соответственно диффузионного числ- Нуссельта. [c.245]

Решение этой задачи может быть достигнуто различными способами применением искусственной шероховатости теплообменной поверхности использованием капиллярно-пористых неметаллических и пористых металлических покрытий применением несмачиваемых покрытий оребрением поверхности (макрошероховатость). [c.155]

Перевозку растворенного ацетилена можно также осуществить в цистернах большой емкости ( 1500 л), заполненных пористой массой и ацетоном. Внутрь цистерн вводят трубчатые теплообменники (например, трубки Филь-да) для подачи охлаждающей воды (при наполнении) или теплоносителя (при опорожнении). Если принять, что наполнение цистерны производится со скоростью 0,0172 кгЫас на 1 л емкости, то в цистерну в 1 час поступит 25,8 кг ацетилена. Поверхность трубчатых теплообменных элементов примерно должна составлять [c.377]

Характер загрязнения теплообменной поверхности может быть различным. Загрязнения можно разбить на три группы твердые отложения (накипь от еоды и другие соли, тьердый кокс, ржавчина, окалина), пористые отложения (пористый кокс, пористая накипь и др.) и свободные отложения (грязь, тина, сажа и др.). [c.246]

Дюндин В. А., Данилова Г. Н., Боришанская А. В. Теплообмен при кипении хладагентов на поверхностях с пористыми покрытиями.— В кн, трудов V Всесоюзной конф, по теплообмену и гидравлическим сопротивлениям, Теплообмен и гидродинамика. Л, Наука, 1977, с, 15—30, [c.216]