Термодинамический анализ процессов теплообмена

Кроме того, расчет работоспособности смесей мало исследован теоретически и представляет значительные математические трудности. Поэтому для термодинамического анализа процессов в теплообменном аппарате нами предлагается методика, основанная на уравнениях (5-6) и (5-7), но не требующая указанных выше диаграмм. [c.189]

При термодинамическом анализе работы теплообменного аппарата с теплоносителем в виде чистых веществ наиболее точные результаты при минимальной затрате труда могут быть получены, если для построения процессов и приведения расчетов использовать диаграммы состояния теплоносителей. [c.195]

Эксергетический анализ процесса теплообмена позволяет выбрать термодинамически наивыгоднейшие разности температур теплоносителей, исходя из допустимых потерь при теплообмене. В табл. 8.2 приведены полученные из такого расчета допустимые разности температур для теплообменников при потерях от необратимости, равных 10 и 1% теплового потока 0. [c.199]

Применительно к тепловому неразрушающему контролю возникают три термодинамические задачи передача теплоты от источника к контролируемому объекту, теплопередача в контролируемом объекте и теплообмен с окружающей средой, передача теплоты от контролируемого объекта к первичному измерительному преобразователю. Первые две задачи в реальных условиях теплового неразрушающего контроля сводятся к анализу процессов теплопроводности и конвекции и могут быть описаны одним дифференциальным уравнением. Третья задача чаще всего приводит к необходимости анализа теплопередачи путем теплового (инфракрасного) излучения, имеющего электромагнитную природу. [c.168]

В настоящее время не представляется возможным определить абсолютную величину внутренней энергии и какой-нибудь системы, но для термодинамического анализа вполне достаточно измерять изменение энергии происходящее в том или ином процессе. Внутренняя энергия зависит как от количества рассматриваемого вещества, так и от условий его существования. При взаимодействии термодинамической системы с окружающей средой возможны два различных способа передачи энергии от системы к внешним телам с изменением внешних параметров системы и без их изменения. Первый способ передачи энергии называется работой, второй — теплотой, а сам процесс — теплообменом. [c.13]

Анализ процесса в теплообменных аппаратах с помощью термодинамических критериев по приведенной выше и другим методикам дает возможность определить только численные значения потерь работоспособной энергии и их разбивку между отдельными элементами процесса либо аппарата. [c.204]

Как отмечал Б. И. Китаев, и использовал в своих разработках, при математическом описании явлений теплообмена и восстановления между ними можно найти определенную аналогию, связанную с характером погашения потенциалов процессов по высоте слоя. Для теплообмена таким потенциалом является разность температур потоков теплоносителей, а для восстановления — разность действующего и равновесного парциальных давлений восстановителя (в изотермических условиях) или его концентраций (при постоянном давлении). По нашему мнению, эта аналогия полностью соответствует развиваемой в настоящее время методике обобщенного термодинамического подхода к детерминированному описанию сложных обменных процессов (см, гл. 5, п. 5.4), а также [10.3]. Однако это далеко не полная аналогия. Прежде всего, потенциал теплопереноса связан с состоянием обоих потоков, в то время как потенциал восстановительного процесса не зависит от состояния (степени восстановления) железорудного материала. Кроме того, если коэффициент теплоотдачи в уравнении теплообмена сравнительно мало изменяется по высоте слоя, то коэффициент массообмена при восстановлении существенно зависит от степени восстановления материала и, следовательно, будет переменным по ходу процесса. Это отличие объясняется определяющим влиянием диффузионных и химических сопротивлений при восстановлении кускового железорудного материала, тогда как теплообмен в слое обычно лимитирует внешнее сопротивление. Указанные особенности восстановительного процесса, как, впрочем, и других физико-химических процессов, во многом определяют различие результатов теоретического анализа явлений тепло- и массообмена в слое при кажущейся одинаковости их математических моделей. [c.296]

В выражение (63) входит не температура системы, а температура окружающей среды. Поэтому данное выражение может быть использовано для анализа поведения термодинамической системы в неравновесном процессе только тогда, когда теплообмен между системой и окружающей средой является обратимым, т. е. когда ТСО = (е), так как только тогда все величины выражения (63) будут относиться к термодинамической системе. Это следует иметь в виду, так как индекс у температуры в данном равенстве обычно опускается. [c.56]

Проделанный нами численный анализ термодинамических потерь в детандерном теплообменнике показывает, что основная доля потерь (73,5%) приходится на потери неравновесного теплообмена. Как видно, значительный вес (25,1%) имеют также потери во внешнюю среду, несмотря на высокое значение коэффициента удержа-.чия холода (е = 0,98). По-видимому, имеет смысл улучшить изоляцию теплообменного аппарата потери же в результате гидравлических сопротивлений настолько малы, что ими можно пренебречь. Это свидетельствует о возможности значительного увеличения скоростей в теплообменнике с соответствующей интенсификацией процессов. Абсолютное значение к. п. д. теплообменника очень низкое (г то=0,309) и может быть увеличено. [c.195]

В основе учения о теплообмене лежит экспериментальный факт обмена энергиями между соударяющимися телами. Пусть этот обмен совершается между движущимися частицами или между молекулами и неподвижной стенкой, — сущность процесса одна происходит обмен энергиями. Во всех подобных явлениях в теплофизике подвергались анализу не микропроцессы, а среднестатистические результаты, и поэтому не требовалось особых знаний законов движения отдельных микрочастиц и их структуры. Для статистической физики необходимо только понятие микросостояния, причем не имеет существенного значения, описывается ли это микросостояние при помощи классических представлений или же при помощи квантовых. Поэтому термодинамические закономерности справедливы как для классических, так и для квантовых систем. [c.148]

Вопрос о термодинамическом совершенстве холодильного цикла мы подвергли подробному анализу потому, что он непосредственно связан с экономией энергии. Однако не одно термодинамическое совершенство определяет общую экономичность холодильной машины. Большую роль играют также расход металла и трудоемкость процессов при изготовлении холодильной машины. Если исходить из одного термодинамического совершенства, то, как выше было показано, необходимо стремиться к отсутствию разности температур в процессах теплообмена рабочего тела и источника. Однако такой теплообмен возможен только при бесконечно больших поверхностях теплопередачи. Отсюда следу ет, что для наилучшего термодинамического совершенства машины необходимо стремиться к возможно большим поверхностям теплопередачи, т. е. к большему расходу металла на холодильную аппаратуру. Таким образом, с одной стороны, стремление к термодинамическому совершенству приводит к сокращению рас хода энергии, а с другой стороны—к увеличению расхода металла. Практически, очевидно, надо найти степень термодинамического совершенства и перепад температур между рабочим телом и источниками, при которых получается наибольший экономический эффект. [c.19]

Величина такого перепада температур зависит от многих факторов температуры источников, стоимости энергии и аппаратуры, коэффициентов теплопередачи аппаратов и др. Однако правильное определение экономической целесообразности холодильной машины может быть дано только на основе анализа термодинамического совершенства рабочих процессов холодильного цикла и эффективности теплообменных аппаратов. [c.20]

В работе [23] приведено сопоставление собственных и опубликованных экспериментальных данных по макрокинетике ХГО бора. Объяснение наблюдаемых расхождений в самих данных и их трактовках построено на уточненных расчетах термодинамического равновесия системы, оценке скоростей процессов переноса с учетом экспериментальных данных до теплообмену в реальных условиях и поправок на термодиффузию (см. раз. 3 и 4), а также экспериментальных данных по концентрации ДХБ в газовой фазе и может быть принято за основу более детального анализа. [c.255]

ДЕКОМПОЗИЦИОННО-ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ СИНТЕЗА ОПТИМАЛЬНЫХ РЕСУРСОСЕЕРЕГАЩИХ ТЕПЛООБМЕННЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА Р.Г.Гареев [c.62]

Таким образом, термодинамический анализ процесса конверсии углеводородов с водяным паром и эксперименты, проведенные с разбавлением исходной смеси водородом, азотом и продуктами реакции, полностью подтвердили наши предположения о том, что причинами углеродообразования являются главным образом теплообмен в реакторе и подвод тепла к зоне реакции. [c.45]

Термодинамический метод синтеза теплообменных систем [16]. Анализ процессов химической технологии на основе первого закона термодинамики находит широкое практическое применение. Наряду с этим все большее распространение получают методы анализа на основе второго начала термодинамики, в частности (используемые исходя из концепции эксергии как меры превратп-мости энергии), при оптимизации и проектировании технологических производств (см. гл. 7). Привлекательность этих методов заключается в том, что имеется возмо кность оценить в общем случае минимально возмо кные потери энергии за счет необратимости процесса и тем самым определить реальные перспективы совершенствования процесса. Развитие этих термодинамических методов идет по пути получения количественной информации о совершенстве протекания отдельных явлений. Что касается качественных выводов, то они хорошо известны. Например, потери превратимой энергии отсутствуют при смешении потоков, находящихся в термодинамическом равновесии, или потери энергии в противоточном теплообменнике выше, чем в прямоточном, равно как с увеличением поверхности теплообмзна потери за счет необратимости нроцесса снижаются. [c.466]

При этом для выявления этих важнейших факторов и для инженерной экспрессной оценки их влияния на теплообменный и массообменный КПД рекомендовано воспользоваться в первом приближении одномерной линейной аппроксимацией процессов тепломассообмена и химического реагирования. Для усложненной оценки тепломассообменных КПД могут на современном этапе применять наиболее сложные (полные) модели тепломассообменных процессов. Некоторую аналогию при этом можно провести с методами анализа и синтеза систем автоматичесю)го регулирования, принятыми в теории автоматического управления. На первом этапе в рамках линейных моделей оцениваются требуемые настройки регуляторов экспресс-методом, и в дальнейшем происходит их отработка на базе более сложных нелинейных моделей. Отметим также, что в теории автоматического управления при детерминированной постановке построения математических моделей управления применяется, так называемый, обобщенный термодинамический подход, основанный на зашнах сохранения и переноса. Таким образом, требования совместного анализа взаимосвязанных физик -хи-мических и теплообменных процессов с единых позиций позволяют предложить в качестве базовой (в рамках неравновесной термодинамики) кинетической модели макрообменного анализа распределенную (вдоль поверхности реагирования ) модель на первых порах в квазистационарной линейной постановке. [c.299]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология