Внутренний тепло- и массообмен

Эффективность процесса тепло-массообмена повышается за счет различных скоростей и траекторий движения наружного и внутреннего слоев жидких реагентов. Тепло-массообменный аппарат содержит корпус (1) с коаксиально расположенными друг над другом с зазором верхними (2) и нижними (3) вихревыми трубами, закрепленными в трубных решетках (4-9) и оснащенными закручивающими устройствами (10). Трубные решетки отделяют в корпусе (1) приемную камеру 00 для газа с патрубком ввода газа [c.201]

Вследствие отсутствия существенного перемешивания материалов в плотном слое и малой толщины газовых прослоек конвективный теплообмен доминирует до температур, превосходящих 1000°С. Высокое значение объемного коэффициента теплоотдачи приводит к тому, что внешний теплообмен завершается в малом по высоте елое. Поэтому необходимая высота плотного слоя определяется внутренним тепло- и массообменом. [c.144]

Системы дифференциальных уравнений для переноса тепло-и массосодержания (2-86) и (2-87) или для перераспределения потенциалов переноса (2-90) и (2-91) полностью описывают внутренний тепло- и массообмен. [c.69]

Внутренний тепло- и массообмен [c.57]

В случае использования перегретого водяного пара довольно просто решается вопрос улавливания выделяющихся паров органических растворителей или токсичных газов. При сушке же воздухом возникает проблема очистки отработанных газов, чтобы не загрязнять атмосферу вредными веществами. В процессе сушки образуются перегретые пары воды или органических жидкостей, тепло которых легко использовать, так как при их конденсации коэффициенты теплообмена велики, и теплоутилизатор получается несложным и недорогим. Начиная с температур водяного пара выше 200° С значительно интенсифицируются внешний и внутренний тепло- и массообмен. Поскольку в настоящее время освоены новые теплообменные аппараты с промежуточным твердым теплоносителем, для сушки можно использовать перегретый пар с температурами до 1000° С при атмосферном давлении. [c.293]

Граничные условия определяются соотношением между интенсивностью внешнего и внутреннего тепло- и массопереноса. При конвективном тепло- и массообмене на поверхности граничные условия к (2.109) имеют вид [c.107]

Известно разделение, согласно которому случаи, когда лимитирующей стадией является тепло- и массообмен между частицами и газом, относят к так называемой внешней задаче если лимитирующим является сопротивление материала к переносу влаги, задачу называют внутренней. Возможны смешанные варианты, когда скорость внешнего теплообмена сопоставима с внутренним тепло- и массопереносом процессы, интенсификация которых ограничена количеством теплоты, вносимой в данных условиях в систему, принято называть балансовыми. [c.33]

Процесс тепло- и массообмена из-за возникающей новой (газовой) фазы включает в себя большое количество взаимосвязанных явлений. Плодотворное изучение этого процесса возможно лишь при рассмотрении его как одного целого, как совокупности взаимосвязанных явлений. Поиски количественных закономерностей по принципу аддитивности или по аналогии могут дать ошибочный результат. Большая часть статьи посвящена внутреннему тепло- и массообмену в капиллярно-пористых телах. Рассмотренные экспериментальные закономерности обнаруживают отчетливое взаимное влияние переноса тепла и массы. Поэтому для количественного описания явлений необходим метод, позволяющий рассматривать эти процессы во взаимосвязи. Одним из таких методов считается метод термодинамики необратимых процессов. [c.4]

Перенос тепла и массы внутри пористого тела (внутренний тепло- и массообмен) также имеет свою специфику. Механизмы переноса тепла и массы в процессах испарения до сих пор мало изучены, и поэтому аналитические (математические) исследования не приводят к надежным результатам. Основная часть нашей статьи посвящена экспериментальному изучению тепло- и массообмена в процессах испарения. С целью выявления особенностей теплообмена, осложненного массообменом, опытное изучение проводят одновременно с сухим телом (чистый теплообмен) и с телом, содержащим жидкость. Такое сопоставление позволяет установить специфику взаимосвязанных процессов тепло- и массообмена. [c.97]

Таким образом, внешний тепло- и массообмен непрерывно связан с внутренним тепло- и массообменом, поскольку испарение влаги происходит внутри тела. [c.125]

IV. ВНУТРЕННИЙ ТЕПЛО- И МАССООБМЕН В КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ ТЕЛАХ [c.127]

В заключение приводим более строгую систему дифференциальных уравнений с соответствующими граничными условиями, которые описывают внутренний тепло- и массообмен при низкотемпературной и высокотемпературной сушке материалов. Дифференциальное уравнение теплопроводности, действительное для условий высокотемпературной и низкотемпературной сушки материалов [c.33]

В уравнениях для внутренней энергии рассматриваются только члены, связанные с тепло- и массообменом между фазами, остальные члены учитываются величиной А,-. [c.146]

В численных расчетах исследовалась математическая модель нестационарных процессов в неподвижном слое катализатора, учитывающая продольный перенос тепла по скелету катализатора, тепло- и массообмен между наружной поверхностью зерен и газовым потоком, конвективный перенос тепла и массы и, если необходимо, внутренний перенос вещества и тепла в зерне катализатора. [c.175]

Конденсация паров происходит в объёме закрученного потока, а также на внутренней охлажденной поверхности труб или, как их еще называют, камер энергетического разделения. Процесс конденсации паров на охлаждаемой поверхности зависит от скорости перемещения пара к поверхности, от коэффициента конденсации (отношение числа конденсирующихся молекул к общему числу молекул этого вещества в потоке, достигающем поверхности конденсации) и скорости отвода тепла от охлаждаемой поверхности. Пленочная конденсация определяется термическим сопротивлением пленки жидкости, которая зависит от режима её течения и толщины. Конденсация паров сопровождается двумя процессами -теплообменом и массообменом. В нашем случае следовало учесть, что при переносе вещества с большей интенсивностью, чем интенсивность теплообмена, парциальное давление паров будет меньше давления, соответствующего насыщенному состоянию. Конденсация на охлаждаемой поверхности будет происходить, если её температура не превышает точку росы. [c.231]

I — тепло- и массообмен между внутренней областью частицы катализатора и ее поверхностью [c.59]

Несмотря на то что аппараты с механическими перемешивающими устройствами обеспечивают необходимый режим перемешивания, влияющий на тепло- и массообмен, а также н,а результаты химических процессов, сложность уплотнения валов мешалок, работающих в условиях агрессивных сред, повышенных тем ператур и давлений, привела к необходимости разработки более простых устройств, исключающих применение мешалок. К таким реакторам следует отнести колонный а ппарат с внутренней или внешней циркуляционной трубой [208], колонный реактор с барботажными тарелками [209, 210] и другие устройства. [c.50]

Оценка значений для характерных значений параметров показала, что где А-о = й /Йе / внутренний масштаб турбулентности. В турбулентном потоке по сравнению с покоящимся интенсифицируются как тепло, так и массообмен капли с газом, при- [c.545]

Атмосферные колонны содержат внутренние устройства — тарелки, обеспечивающие тепло- и массообмен между разделяемыми фракциями. Количество тарелок рассчитывается в зависимости от необходимого числа фракций, требуемой четкости разделения, кратности орошения, допустимой скорости паров в колонне. Размеры колонны зависят от заданной производительности, фракционного состава нефти, количества тарелок, давления, температуры системы, количества орошения и др. факторов. [c.703]

Способ подвода тепла к подвергающемуся термическому разложению топливу может быть самым разнообразным. Возможны варианты печей с внешним (через стенку) и внутренним обогревом. В последнем случае может использоваться как газовый теплоноситель (дымовые газы), так и твердый или жидкий (расплавленные металл или соли) теплоноситель. Системы с внутренним обогревом выгодно отличаются от систем с внешним обогревом простотой конструкции, меньшим расходом огнеупоров и интенсивностью теплообменного и массообменного процессов. В то же время применение внутреннего газового обогрева приводит к существенному разбавлению летучих продуктов термической переработки и снижению качества получаемого полукоксового газа. [c.167]

При В1 (Вг д) < 0,25 сопротивлением распространению тепла или диффузии вещества внутри частиц можно практически пренебречь, т. е. задача является внешней. По мере возрастания критерия 81 увеличивается роль внутренней задачи, а при (В1 )> 20 внешний тепло- и массообмен уже практически не влияет на скорость рассматриваемого процесса. [c.143]

Определить интенсивность теплообмена по формулам Ньютона и Дальтона не представляется возможным, так как коэффициенты тепло- и массообмена изменяются с течением времени, а температура и влагосодержание на поверхности тела определяются сочетанием подвода тепла и влаги (внутренний влаго- и теплообмен) и отвода тепла и влаги с поверхностей тела в окружающую среду (внешний тепло- и массообмен). Полное решение такой задачи (расчет скорости сушки) связано с решением системы дифференциальных уравнений массо- и теплопереноса при соответствующих граничных условиях. [c.111]

При интенсификации действующих и новых объектов высокой единичной мощности особое значение приобретает выбор правильной тактики интенсификации. Для сложных газожидкостных систем одним из эф ктивных тактических приемов является так называемый дрейф на различных уровнях. К примеру, при разработке газожидкостных реакторов особенное значение приобретает глубокая проработка вопросов макрокинетики и термодинамики процесса с целью определения его лимитирующих стадий и выбор соответствующих РТ-методов интенсификации. Лишь после этого удается сформулировать требования к основному оборудованию процесса на различных иерархических уровнях и выбрать соответствующие приемы интенсификации из АК-методов. Однако не всегда удается интенсифицировать газожидкостный реактор таким прямым путем. Зачастую приходится многократно возвращаться от АК- к РТ- методам, и наоборот. Такая тактика была использована при разработке крупнотоннажного агрегата синтеза диметилформ-амида, когда пришлось совместить два реакционных процесса с противоположными тепловыми эффектами в едином объеме, химические процессы с тепло- и массообменными и организовать процесс в реакторах-ректификаторах и ре-акторах-десорберах, обеспечить внутренний теплообмен за счет испарения и конденсации одного из продуктов реакции в различных зонах аппарата, оптимизировать конверсию и организовать рецикл непрореагировавшего промежуточного продукта. Новые РТ-методы сочетались на различных уровнях с эффективными АК-методами интенсификации, что создало предпосылки для успешного внедрения объекта в промышленность. [c.12]

Итак, физическая сущность механизма коидуктивной и комбинированной сушки определяется взаимосвязанными переносами тепла, пара и жидкости внутри материала. Тепломассоперенос, происходящий в теле, существенно зависит от внутреннего строения последнего (норовой структуры), физико-химических свойств твердой фазы тела, энергии связи поглощенной влаги. Помимо этого, огромное влияние на процесс переноса оказывают краевые условия (теплообмен между телом и греющей поверхностью, между телом и окружающей средой, массообмен на поверхности тела). [c.63]

В тепло-массообменных процессах воздействия должны быть связаны с ускорением переноса энергии и массы. Из физической сущности тепло-массопереноса следует, что интенсификация может идти по пути создания больших градиентов, влияния на конвективный перенос, непосредственно на коэффициентны переноса, а также по пути управления распределением источников. Когда создание больших градиентов лимитировано свойствами перерабатываемых веществ или технологическими условиями, перспективно физическое воздействие через конвективный тепло-массоперенос. Существенный вклад может дать управляемое пространственно-временное распределение внутрен-. них источников тепла, генерируемых различными полями или частицами. Наконец, возможно влияние непосредственно на коэффициенты переноса, например утоньчение пограничных слоев под воздействием колебаний и т. п. [c.18]

Наличие уравнений, описывающих процесс, вне зависимости от возможности их рещения позволяет получать критерии подобия, которые имеют определенный физический смысл. Почленным делением отдельных слагаемых уравнений системы (2.3.3) могут быть получены безразмерные группы Fo = ax/R и Fom = = amx/R — критерии гомохронности полей температуры и потенциала переноса влаги (тепловой и массообменный критерии Фурье). Отношение этих критериев дает критерий Lu == йт/а, представляющий собой меру относительной инерционности полей потенциала переноса влаги и температуры в нестационарном процессе сушки (критерий Лыкова). Критерий Ко = Гс Дц/(с А0) есть мера отношения количеств теплоты, расходуемых на испарение влаги и на нагрев влажного материала (критерий Косо-вича). Специфическим для внутреннего тепло- и массопереноса является критерий Поснова Рп = 6Д0/Ам, который представляет собой меру отношения термоградиентного переноса влаги к переносу за счет градиента влагосодержания. Независимым параметром процесса является критерий фазового превращения е. [c.108]

Внутренний тепло- и массообмен при сушке сублимацис имеет свою специфическую особенность и не может быть сравним с переносом тепла и влаги при других методах сушки. [c.360]

Корпус обогревается рубашками 2, в которые подается пар или высокотемпературный теплоноситель. Внутри корпуса вращается вал с лопатками 3. Жидкость подается в верхней части через распределитель 4 на внутреннюю поверхность корпуса. Лопасти размазывают жидкость по теплообменной поверхности, что обеспечивает интенсивный тепло- и массообмен в тонком слое жидкости и малое время пребывания продукта в аппарате, что особенно важно при обработке термонестойких веществ. Упаренная жидкость отводится через нижний штуцер 1. Верхняя, расширенная, часть аппарата 5 служит сепаратором брызг. Аппараты [c.164]

Из изложенного можно сделать вывод, что процессы внешнего переноса тепла и вещества в псевдоожиженном слое сходны во многих отношениях. Однако в отличие от теплопереноса прп массообмене в псевдоожиженном слое часто реализуются процессы в условиях внутренней (пли смешанной) задачи из-за крайне низких коэффициентов массонроводности вещества в твердых частицах. [c.468]

Изменение давления иногда сопровождается изменением физико-химических свойств разделяемой смеси, а также гидродинамики потоков жидкости и пара. Например, ири ректификации в кольцевом зазоре между вращающимся внутренним цилиндром и неподвижным внешним цилиндром применение вакуума приводит к ослаблению интенсивности или полному исчезновению вихрей Тейлора в паровой фазе, благоприятствующих массоиереносу. Затухание вихрей Тейлора происходит вследствие повышения кинематической вязкости паров. В итоге эффективность колонны заметно снижается (см. Шафрановский А. В., Ручинский В. Р. Теор. основы хим. технол. 1971, т. V, № 1 Олевский В. М., Ручинский В. Р. Роторно-пленочные тепло- и массообменные аппараты. М.. Химия, 1977. — Прим. ред. [c.84]

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]

Внутренняя задача теплообмена при нагреве жидких сред может отличаться крайней сложностью вследствие сочетания теплопроводности, конвекции и излучения. Некоторые жидкости (вода, масло, расплавленное стекло) обладают в световом диапазоне волн известной луче- прозрачностью, но практически большинство жидкостей нелучепрозрачны в тепловом диапазоне волн, который характерен для работы печей. Значительной теплопроводностью обладают только жидкие металлы коэффициент тейлопроводности неметаллов обычно не превышают 1—2 Вт/(м -К). В соответствии с указанным перенос тепла в неметаллической неподвижной жидкости мало интенсивен, и такое жидкое тело чаще всего относится к категории массивных тел. Массообмен в жидкой ванне в свою очередь оказывает влияние на перенос тепла. При наличии разности концентраций возникает процесс молекулярной диффузии при наличии разности температур— процесс термодиффузии в направлении градиента температур. [c.36]

Применение в качестве сушильного агента перегретого водянохс пара вносит ряд особенностей в сушку ПВХ. При конвективной сушкс дисперсный материал быстро нагревается до температуры мокрогс термометра, которая в случае паровой среды при атмосферном давлении равна 100 °С, т.е. температуре кипения. Как показывают опыты, этот период занимает большую часть (90 - 95%) общего баланса времени сушки [38]. При сушке ПВХ в зтих условиях полимер находится в высокоэластическом состоянии, так как Г(. = 80 °С. Под действием давления паров, образующихся при кипении внутренней влаги, скелет капиллярно-пористого тела благодаря своей эластичности будет растягиваться, расширяя проходное сечение пор и капилляров. При этом создаются условия для постоянной релаксации давления и поддержания постоянной температуры частицы ПВХ. В этом случае сопротивление диффузии существенно снижается (величина критерия Лыкова достаточно велика) и устанавливается эквивалентный тепло- и массообмен, когда количество испаряемой из частицы влаги точно эквивалентно подведенному к материалу количеству тепла. Таким образом, задача массопереноса сводится к чисто теплообменной, т.е. классической задаче нагрева сферы. [c.114]

Процесс дистилляции изучался В. Я. Миккал [49] на установке, основным элементом которой являлись трубки. По их внутренней поверхности тонким слоем стекала жидкость (рис. 53). Под трубкой находился стабилизирующий участок для исключения влияния возмущений при входе потока газа, длина участка при всех опытах была 900 мм. Диаметр трубы стабилизирующего участка всегда равнялся диаметру трубы, где происходил массообмен. В опытах использовались трубки диаметром от 9 до 22 мм и длиной от 1000 до 2100 мм при отношении Н/й от 50 до 149. Скорость газового потока изменялась в пределах 0,3—6 м/сек, что соответствует скорости газового потока в промышленных аппаратах пленочного типа. Для иредотвращения потерь тепла трубки помещались в стеклянную рубашку и термостатировались. [c.145]

Здесь Г, 0 — средние безразмерные потенциалы переноса тепла и массы Го 0о — начальное распределение темпёратуры и потенциала массопереноса а, к — коэффициенты температуропроводности и потенциалопроводности СС, СТ — величины, учитывающие сорт хлопка (селекционный и технический) В1д, В1 г — тепло- и массообменный критерии Био Ро — критерий Фурье Ьи — критерий Лыкова е — критерий внутреннего испарения Ко — критерий Коссовича, Рп — критерий Поснова Н — характерный размер п — индекс, относящийся к соответствующему слою летучки. [c.108]

Как уже было указано, Дамкелер рассматривал гидродинамическую, тепло- и массообменную стороны процесса при наличии дополнительных внутренних источников энергии, не учитывая кинетику химической реакции. В дальнейшем соответствующие уравнения записаны с дополнениями, внесенными в них Босвортом. Рассмотрим некоторый элелгентарный объем аппарата, в котором протекает химический процесс. Для этого в рассматриваемый объем вводятся некоторые исходные материалы и из него отводятся конечные продукты реакции. [c.133]

Кинетика процесса сушки определяется тепло- и массообменом как внутри тела, так и вне его — в пограничном слое. Сопряжение внутреннего и внешнего тепло- и массообмена отображается уатовиями однозначности или граничными условиями. [c.153]