Температурное поле. Градиент температуры

Поскольку количество движения и тепловая энергия в псевдоожиженных системах переносятся в основном твердыми частицами, то вопрос о величине эффективной теплопроводности Хэ может рассматриваться в связи с перемешиванием в псевдоожиженном слое. Для последнего характерно практически равномерное температурное поле градиент температур при наличии в слое источника тепла сосредоточен почти целиком в непосредственной близости от поверхности теплообмена. Однако наблюдался такл<е небольшой температурный градиент (в особенности — в горизонтальном направлении), который может стать заметным при размещении в слое деталей (например, поверхностей теплообмена), затрудняющих перемешивание. Так, например, в слое с тесным пучком вертикальных труб (шаг равен двум диаметрам трубы) градиент достигал 2° С на расстоянии около 200 мм по радиусу [114, 117], хотя в отсутствие пучка и в тех же условиях он не превышал 0,2° С. Следовательно, выравнивающая способность псевдоожиженного слоя весьма велика и время релаксации (время, необходимое для уменьшения в 10 раз разности температур между данной точкой слоя и его ядром) в нем измеряется сотыми долями секунды [539, 581] однако в заторможенном слое эта способность может быть значительно понижена. В связи с этим знание величины Яэ весьма вал<но при проведении каталитических процессов в аппаратах большого диаметра, в особенности если значительный радиальный температурный градиент недопустим. [c.183]

Допустим, что исследуемая система термически неоднородна, т. е. обладает ненулевым полем градиента температуры. Этого условия, вообще говоря, достаточно для возбуждения в ней самопроизвольного переноса энтропии, а также масс всех компонентов. Перенос последних становится возможным, благодаря наличию в такой системе ненулевого поля температурной составляющей [c.265]

Из решения (11) видно, что ряд быстро сходится с течением времени он становится все меньше и меньше, и, начиная с определенного значения Ро>Ро1, им можно пренебречь. Тогда температура в любой точке пластины будет линейной функцией времени, а распределение температуры по толщине будет параболическим. Такой режим нагревания называют квазистационарным, так как поле градиента температуры будет стационарным (температурный градиент в данной точке не изменяется от времени). [c.277]

Температурное поле и температурный градиент. Распространение теила теплопроводностью происходит при неравенстве температур внутри рассматриваемого тела (среды). Температурное поле в общем случае определяется функциональной зависимостью [c.121]

Стационарная хроматермография. Сущность метода — в одновременном воздействии на разделяемую смесь потока газа-носителя и движущегося температурного поля. Одним из наиболее важных результатов такого воздействия является сжатие хроматографической зоны, что приводит к значительному улучшению разделения. Такое сжатие может произойти, если замыкающий край зоны будет двигаться вдоль слоя сорбента под действием температурного поля с градиентом температуры, возрастающим в сторону, противоположную направлению потока (рис. 1.20). [c.63]

Предложенный Жуховицким и Туркельтаубом [50] теплодинамический метод хроматермографии в сочетании с фронтальным методом позволяет приблизиться к непрерывности. В теплодинамическом методе, подобно фронтальному, анализируемая смесь подается в колонку непрерывно. Однако в отличие от него, благодаря воздействию движущегося температурного поля, имеющего градиент температуры, происходят периодическое разделение смеси на отдельные компоненты и подготовка сорбента к приему следующих порций анализируемого газа. Направление градиента температурного поля в теплодинамическом методе противоположно направлению потока разделяемой смеси. Таким образом, подача газа в этом методе происходит непрерывно, а результаты анализа выдаются периодически — один раз за цикл. [c.93]

В отличие от обыкновенного элюентного способа благодаря градиенту температуры и движению температурного поля компоненты разделяемой смеси сосредоточиваются по длине колонки в определенных местах этого поля и движутся с одной и той же скоростью, равной скорости движения печи, по направлению к выходу из колонки. Одинаковая скорость движения компонентов разделяемой смеси после расстановки их по слою адсорбента в колонке является принципиальным отличием хроматермографии от обыкновенного элюентного способа, при котором именно различие скоростей передвижения зон компонентов, как уже говорилось, приводит к их разделению. [c.18]

Сочетание в одном процессе проявительного эффекта растворителя или газа-носителя и движущегося температурного поля с градиентом температуры обусловливает следующие преимущества хроматермографии, которых лишен обыкновенный классический элюентный способ 1) практически полностью устраняется вредный эффект размывания зон компонентов за счет криволинейности изо- [c.18]

Хроматермография получила применение в начальный период развития газовой хроматографии и осуществлялась в самодельных установках в 1951—1960 гг., когда еще почти не было промышленного выпуска газовых хроматографов. Это объясняется главным образом конструктивными трудностями, встретившимися при создании технически совершенной и компактной системы движущегося температурного поля с градиентом температуры. Кроме того, уже в то время начала применяться другая более простая система нагревания хроматографической колонки в процессе элюирования компонентов из нее — нагревание колонки равномерно по всей длине. Эта система получила широкое распространение под названием программирование температуры и в настоящее время осуществляется в большинстве газовых хроматографов промышленного производства. [c.19]

Хроматермографический вариант был предложен впервые советскими учеными А. А. Жуховицким и Н. М, Туркельтаубом в 1951 г. Хроматермография представляет собой разновидность проявительного способа, когда формирование хроматограммы происходит не только под действием промывания колонки проявляющим растворителем или газом-носителем, но и под действием движущегося температурного поля с градиентом температуры по длине колонки, создаваемым движущейся трубчатой электрической печью (рис. 1.5). Наличие дополнительного температурного фактора приводит к улучшению условий разделения многокомпонентной смеси. Принципиальным отличием хроматографии от обычного элюентного способа является одинаковая скорость движения распределенных по длине колонки компонентов смеси, равная скорости движения печи. [c.17]

Теплодинамическая хроматография является вариантом фронтального способа хроматографического разделения. Она характеризуется тем, что через колонку с адсорбентом анализируемую смесь пропускают непрерывным потоком при одновременном воздействии температурного поля, обладающего градиентом температуры и создаваемого трубчатой электропечью, надвигаемой на адсорбент в колонке в направлении пропускания анализируемой смеси. Этот вариант внешне сходен с хроматермографическим, однако принципиальное отличие состоит в том, что в последнем через колонку пропускают непрерывно газ-носитель [c.19]

Применение нагревания может дать положительный результат только в определенных случаях хроматографирования, например при одновременном воздействии на хроматографическую полосу потока газа-носителя и температурного поля. Такое воздействие дает сжатие полосы, т. е. замыкающий край полосы будет двигаться быстрее, чем фронт полосы. Сжатие полосы достигается наличием движущегося температурного поля с градиентом температуры, возрастающим против направления потока газа-носителя. При этом все компоненты сложной смеси располагаются по областям своих характеристических температур в соответствии с теплотой адсорбции [c.50]

Для однородного температурного поля эта область приблизительно статистически симметрична. При наличии температурного градиента она вытянута в направлении перепада температур — вытянутый след (рис. 4, см. вклейку). Такой характер плавления, несомненно, должен быть связан с неполной смачиваемостью твердого тела собственным расплавом, найденной нами для исследуемых веществ ранее [2—3]. Краевые углы смачиваемости достаточно велики и составляют 14 ч- 43° [c.47]

Решение выполняется с учетом взаимного влияния скоростного и температурного полей, вызванного зависимостью вязкости от температуры, от положения элемента жидкости в пространстве и от градиента скорости, т. е. выполняется совместное интегрирование уравнений движения (3), энергии (4) и состояния (5). [c.98]

Уравнения в табл. 3.2 описывают поле температур Т и концентраций с (или степеней превращения х) в слое катализатора. Характерный вид профилей Гих в слое показан на рис. 3.14. В адиабатическом процессе (рис. 3.14, а) температура и степень превращения в слое возрастают. Если экзотермический процесс протекает в охлаждаемой трубе, то температурный профиль имеет вид кривой с экстремумом (рис. 3.14,6). Вначале, когда концентрация исходного вещества высокая, процесс протекает интенсивно и температура повышается. По мере увеличения степени превращения скорость реакции и, следовательно, интенсивность тепловыделения уменьшаются, начинает превалировать теплоотвод и температура понижается до температуры охлаждающей среды (холодильника). При заметной интенсивности продольного смешения профили температур и степеней превращения выравниваются (пунктир на рис. 3.14,6). Если радиальный перенос тепла недостаточно интенсивен, то возникает градиент температур по радиусу (рис. 3.14, в), а поле температур имеет сложную форму (рис. 3.14, г). Поскольку стенки слоя для вещества непроницаемы, радиальное смешение выравнивает концентрации по радиусу и, как показывают многочисленные расчеты, радиальный профиль концентраций почти плоский и практически малочувствителен к Это позволяет при расчетах использовать значения Пд = П . [c.118]

Температурное поле и температурный градиент. Необходимым условием распространения тепла является неравенство температур в различных точках данного тела или пространства. Поэтому величина теплового потока, возникающего в теле вследствие теплопроводности, зависит от распределения температур в теле, или характера температурного поля (под температурным полем понимают совокупность мгновенных значений температур в рассматриваемом теле или пространстве). [c.281]

Вопрос о возможном подобии профилей скоростей и температур рассматривался в специальной литературе неоднократно. При наличии градиентов давления по оси потока и при очень больших скоростях следует вести сопоставление между профилями скоростей и температур торможения [Л. 63]. Условие подобия скоростных и температурных полей по сути сводится к условию сохранения постоянства кинетической энергии по сечению потока, что, строго говоря, нереализуемо в действительности. Таким образом, можно говорить лишь о самом приближенном подобии рассматриваемых явлений. Понятно, что условие подобия будет выполняться тем точнее, чем сильнее при прочих равных условиях турбулизирован поток [Л. 63, 66]. [c.71]

Наиболее резкого изменения температурного режима топки удалось добиться при рабоге на так называемом разомкнутом цикле с отводом влажного сушильного воздуха в сторону. Вместо сильно растянутого температурного поля с низкими градиентами в этом опыте достигнуты резкие градиенты температур с весьма повышенными температурами ядра факела (фиг. 19-1,г). [c.198]

Располагая формулой для расчета температурного поля в монокристалле, нетрудно вывести формулы для расчета градиентов температуры по радиусу и оси слитка. Продифференцируем формулу (У.12) по радиусу и направлению оси, получим искомые функции в виде [c.126]

Если в аэрозоле существует температурный градиент, то ча стицы движутся вдоль линий температурного поля в сторону по нижения температуры Поэтому, если частицы находятся между теплой и холодной поверхностями, они двигаются к последней и осаждаются на ней Подобным же образом интенсивный пучок света односторонне нагревая поверхность частиц, принуждает их двигаться либо в направлении излучения либо против него, т е вызывает явление фотофореза [c.195]

Для увеличения степени разделения в хроматермографии необходимо, чтобы движение лучше адсорбирующегося вещества происходило при более низкой температуре, чем движение хуже адсорбирующегося. Тогда первый будет двигаться медленнее второго. Решение этого вопроса возможно, если температурное поле будет иметь градиент температуры со знаком, противоположным направлению потока газа-носителя. При этом различают два возможных варианта направление движения печи с обратным градиентом совпадает с направлением потока или оно противоположно направлению потока. В первом варианте на компоненты разделяемой смеси будет надвигаться поле с понижающейся температурой и движение компонентов будет тормозиться. Этот метод получил название метода адсорбционного торможения. Однако вследствие того, что метод требует специальных мер для преодоления возможности необратимой адсорбции, он не получил своего развития. [c.156]

В хроматермографии необходимо обеспечить изменение температуры колонки во времени и по ее длине. Это достигается либо применением движущихся печей с определенным градиентом температуры, либо специальным ступенчатым обогревом самой колонки с шаговым искателем. Изменение температурного поля при этом может быть как линейным, так и нелинейным. Возможно применение устройств для программированного изменения температуры. [c.171]

Преимущество хроматермографии состоит в том, что испарение жидкости, нанесенной на адсорбент, происходит под воздействием той же движущейся печи, которая служит для создания движущегося температурного поля с градиентом температуры. Одновременное воздействие потока газа-носителя облегчает испарение, которое благодаря этому происходит при температурах более низких, чем температуры кипения этих жидкостей. [c.200]

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАИИЕ ПРОЦЕССА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ 1.1. Температурное поле. Градиент температуры [c.17]

Одним из наиболее важных результатов одновременного воздействия на хроматографическую полосу потока газа-носителя и температурного поля является сжатие полосы, что и приводит к существенному улучшению разделения. Такое сжатие может произойти, если замыкающий край полосы будет двигаться быстрее, чем передние слои. Чтобы это осуществить, требуется наличие движущегося температурного поля с градиентом температуры, возрастающей против направления потока газа-носителя. Если условия действия потока газа-носителя с одновременным действием температурного поля с температурой, возрастающей в направлении, противоположном направлению движения газа, соблюдаются, то мы имеем дело со стационарной хроматермографией. Теория стационарной хроматермо-графии разработана А. А. Жуховицким и И. М. Туркельтаубом [7]. [c.153]

Определенным видоизменением метода Бриджмена является метод направленного теплоотвода, предложенный в [104]. Сущность этого метода заключается в том, что после расплавления вещества в тигле локально создается переменное температурное поле, градиенты которого постоянно растут (рис. 76). В результате образуется затравочный монокристалл, который при плавном снижении температуры расплава, постепенно разрастаясь, заполняет весь объем. Кристаллизация осуществляется в молибденовом тигле, помещенном в печь с цилиндрическим графитовым нагревателем. В центральную часть дна тигля направляется охлажденный поток газа, благодаря которому в ограниченной области создаются необходимые условия для зарождения кристаллизации. Вследствие увеличения потока газа происходит постепенное закристаллизовывание всего объема расплава. [c.112]

Температурные поля, температурный напор. Если каждой точке геометрического пространства с координатами ж, у, Z ставится в соответствие векторная или скалярная величина, то говорят, что задано векторное или скалярное поле. Например, поле температуры Т х, у, z, t), концентрации какой-то примеси С х, у, г, i), давления Р х, у, z, t) — типичные представители скалярных полей. Поле скорости среды W x, у, z, t), поле градиента температур grad2 = Y x, у, Z, t), поле градиента концентрации примеси grade = V (a , у, z, t) — примеры векторных полей, все три компонента которого (проекции на оси координат) — скалярные поля. [c.254]

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]

ПОЛЯ центробежных сил способствует массопереносу более тяжелых углеводородных соединений к поверхности катализатора. Поэтому для случаев повышения концентрации окисляемого компонента выше критического, независимо от температурной среды, разогрев катализатора может быть весьма значительным. В наших экспериментах градиент температуры газа между пристенной катализаторной зоной и периферией струи достигал пятисот фадусов. [c.281]

Сочетание в одном процессе проявительного эффекта растворителя или газа-носителя и движущегося температурного поля с градиентом температуры обусловливает следующие преимущества хроматермогра-фии, которых лишен обыкновенный классический способ [c.17]

Разделение веществ методом термодиффузии основано на возникновении градиента концентраций в смеси веществ под влиянием градиента температуры (например, один конец запаянной трубки, в которой находится смесь, нагревается, а другой охлаждается). Само явление термодиффузии применительно к водным растворам солей было открыто еще в середине прошлого века. Зтим явлением объясняется также и обнаруженный в то же время термоэлектрг еский эффект в твердых телах, в частности в металлах, проявляющийся при наложении на них температурного поля. Возможность протекания термической диффузии в смесях газов вначале была предсказана теоретически (1911г.), л затем подтверждена и экспериментально (1917г.). [c.160]

Процесс диффузии в неоднородном температурном поле называется термодиффузией. Наложение диффузии и теплопроводности приводит к возникновению двух явлений эффекта Соре —возникновения градиента концентраций вследствие разности температур и эффекта Дюфора — появления разности те.мператур в результате диффузии компонентов. Дифференциальное уравнение для диффузии при наличии градиента температуры имеет вид [c.253]

При так называемом адсорбционном торможении) ) печь передвигается в ходе анализа вдоль колонки в направлении потока. На кратковременном движении печи навстречу потоку основан термоимпулъсный метод. В то время как эти методы не приобрели еще практического значения, стационарная хроматермография нашла интересное применение. При стационарном варианте также вдоль колонки создается температурное поле. Но его температурный градиент направлен против потока. Для проведения анализа это температурное поле передвигают от начала колонки до ее конца. На скорость продвижения отдельных компонентов пробы температурное поле воздействует так, что каждый компонент вскоре достигает места температурного поля, где господствует характеристическая для него температура. С этого момента его зона движется со скоростью поля до конца колонки. Время пребывания зон в колонке — это время, которое проходит до момента достижения такой характеристической температуры конца колонки. Ширина зоны зависит не от скорости перемещения по колонке, а от температурного градиента поля. [c.19]

Влияние повышения температуры на время удерживания в отсутствие подвижного температурного поля и градиента температуры вдоль колонки также исследовали Жуховицкий и Туркельтауб (1951, 1953, 1954, 1961), однако только после работы Даль Ногаре и Беннета (1958) хроматография с программированием температуры получила признание . В противоположность вариантам хроматермографии, которые следует рассматривать как новые методы, в случае газовой хроматографии с программированием температуры речь идет лишь о модифицированном проявительном методе, прп котором по определенной программе температура колонки в продолжение анализа непрерывно повышается. При этом каждый компонент достигает конца колонки при благоприятной для него температуре, так что сглаживания концентрационного профиля высококипящих компонентов (рис. 4) [c.19]

Рещение системы уравнений на ЭЦВМ дает новые значения тепловых потоков в системе. Эти значения приведены на рис. 62. Для нас представляют интерес тепловые потоки от элементов кристалла. Эти тепловые потоки уменьщатся, так как температура поверхности всех элементов кристалла будет ниже. По полученным значениям тепловых потоков и новым температурам поверхности элементов кристалла определяются значения коэффициентов теплоотдачи для элементов кристалла и усредненных для всего участка. Для рассмотренного примера второе приближение дает удовлетворительное совпадение по коэффициентам теплоотдачи. Таким образом, при вытягивании кристалл диаметром 20 мм из расплава со скоростью 2,5 mmImuh при отсутствии бокового и потолочного экранов в нем будет распределение температуры, приближенно характеризуемое кривой 2 на рис. 63. По величине тепловых потоков с боковой поверхности могут быть определены радиальные градиенты температуры на наружной поверхности его. Рассмотренный выше метод позволяет определить температурное поле в кристалле, вытягиваемом при наличии дополнительного нагревателя, плавающего экрана и т. д. [c.187]

На рис. 12-6 графически представлено температурное поле в кипящей воде, измеренное для бассейнового кипения с чистым испарением над горизонтальной греющей поверхностью. Пространство над поверхностью воды было заполнено паром при атмосферном давлении (соответствовало температуре пара 100° С). Из рисунка видно, что весь объем воды находится три равномерной температуре, но слегка перегрет (на 0,4° С). Однако возле греющей поверхности температура воды возрастает в тонком слое с очень большим градиентом до температуры поверхностн 109° С. Температурное поле зависит от величины теплового 27 419 [c.419]

Постоянство температуры во времени, наблюдающееся на участках стаби-шзацпи, не означает отсутствия пространственных градиентов. Существует постоянная, не изменяющаяся во времени неоднородность температурного поля. В это и заключается отличие динамического равновесия от равновесия статического, при котором неоднородность исключается. В нашем случае изотермичность существует при постоянной неоднородности температурных полей во времени. Эта неоднородность невелика, в проведенной серии расчетов она не выходила за пределы 0,5 К для состояний теплового равновесия. Согласно модели изменение теплофизических свойств любой из частей ТА-системы изменит уровень температуры и степень пространственной неоднородности. [c.100]

Сущность работы. Как уже говорилось выше, хроматермографический метод обладает тем преимуществом, что применение движущегося температурного поля приводит к сжатию полос, исключающему или существенно уменьшающему размывание. Кроме того, значительно сокращается время анализа. Поэтому в настоящей работе предлагается при помощи хроматермографического метода проанализировать сравнительно сложную смесь углеводородов. Анализируемая смесь проходит две последовательно включенные адсорбционные колонки, первая из которых служит для разделения смеси сильно адсорбирующихся компонентов, а вторая — для разделения смеси слабо адсорбирующихся. Десорбция компонентов смеси в первой колонке осуществляется хроматермографическим методом при помощи движущейся вдоль колонки печи с градиентом температуры. Анализ осуществляется на универсальном хроматер мографическом газоанализаторе УХТГ-1 (рис. 39). [c.197]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология