Распространение теплоты в среде

Печь — это термическая система материал—среда—футеровка . В рабочей камере печи во время ее функционирования одновременно находятся исходные материалы, полученные продукты, печная среда, которые заключены в огнеупорные (кислотоупорные) материалы футеровки и ограждены ими от окружающей среды. Все эти материалы имеют различные и постоянно меняющиеся температуры, в связи с чем они находятся в постоянном теплообмене в замкнутой термической (теплообменной) системе материал—среда—футеровка , в которой все эти элементы взаимосвязаны, взаимозависимы и взаимообусловлены. Теплота в этой термической системе, как и всякая энергия, передается в направлении от элемента с высшим потенциалом (источник теплоты) к элементу с низшим (приемник теплоты). Так как потенциалом переноса теплоты является температура, то процесс распространения теплоты непосредственно связан с температурным полем — совокупностью мгновенных значений температур в пространстве и во времени. [c.55]

Процесс распространения теплоты в покоящейся среде описывается уравнением Фурье [c.43]

Явление теплопроводности определяется коэффициентом теплопроводности и температурным градиентом. Иначе обстоит деЛо с явлением конвекции - вторым элементарным видом распространения теплоты. Здесь процесс переноса теплоты неразрывно связан с переносом самой среды. [c.180]

Выражение (1.143), называемое уравнением Фурье — Кирхгофа, описывает процесс распространения теплоты в движущейся среде. Решением этого уравнения является функция t = 1 х,у,2,х), определяющая поле температур, т. е. распределение температуры в пространстве и во времени. Для установившегося процесса, когда поле температур не изменяется во времени, дt/д = О и уравнение (I. 143) преобразуется к виду [c.62]

Из выведенных уравнений следует, что в движущихся средах распространение теплоты зависит от поля скоростей. Поэтому математическое описание таких процессов кроме уравнения Фурье — Кирхгофа (1.143) включает уравнения движения (1.142), Чтобы решить эту систему уравнений нужно из уравнений движения найти составляющие скорости гюу и Шг как функции координат и времени, подставить их в уравнение Фурье — Кирхгофа и решить его относительно температуры, [c.62]

По механизму переноса энергии различают три способа распространения теплоты — теплопроводность, конвективный перенос и излучение. Теплопроводность — перенос энергии микрочастицами (молекулами, ионами, электронами) за счет их теплового движения. Конвективный перенос теплоты обусловлен массовым движением материи — теплота переносится движущейся средой. Такой способ передачи теплоты характерен для подвижных сред (жидкостей и газов). Тепловое излучение — перенос энергии в форме электромагнитных колебаний, поглощаемых телом. [c.276]

По сравнению с теплопроводностью в твердых телах распространение теплоты в движуш ихся текучих средах оказывается значительно более сложным вследствие существования независимого от теплопроводности второго элементарного механизма переноса теплоты за счет конвекции (см. уравнение (3.2)). [c.227]

Конвективный теплообмен — это теплообмен между твердым телом и жидкостью (газом), происходящий при их соприкосновении и одновременном переносе теплоты путем теплопроводности и конвекции. Такой случай распространения теплоты называется теплоотдачей. Конвективный перенос теплоты связан с движением теплоносителя. Движение среды вызывается разными причинами вынужденное движение возникает под действием какого-либо возбудителя (насоса, вентилятора, мешалки), свободное движение — вследствие разности плотностей нагретых и холодных частиц среды, которая обусловлена наличием разности температур. В первом случае это будет вынужденная конвекция, во втором — естественная конвекция. [c.186]

Для тела сферической формы оказывается возможным теоретически установить минимальное значение коэффициента теплоотдачи, которое, как это следует из соотношения (4.31), будет иметь место при стремлении к нулю относительной скорости шара и теплоносителя. Такой предельный случай означает распространение теплоты от поверхности шара за счет теплопроводности в безграничной неподвижной среде теплоносителя. [c.72]

Нагревание или охлаждение тел в среде с постоянной температурой (термообработка изделий, заготовок и продуктов питания, отжиг кирпича, производство стекла и др.) характеризуется скачкообразным изменением температуры среды, окружающей тело, причем самопроизвольный процесс распространения теплоты в теле происходит здесь до тех пор, пока температура во всех его точках не станет равной температуре среды. [c.90]

Распространение теплоты в материальной среде [c.264]

РАСПРОСТРАНЕНИЕ ТЕПЛОТЫ В СРЕДЕ [c.147]

В предыдущем параграфе мы предполагали, что теплопроводность и температуропроводность не зависят от температуры. Как мы видели в 1.3 (см. (1.34)), для газов имеет место степенная зависимость этих коэффициентов от температуры. Рассмотрим, как в этом случае осуществляется распространение теплоты в среде. Будем предполагать, что температуропроводность является степенной функцией температуры с заданным показателем степени п, т. е. а—аТ , где коэффициент а характеризует среду. [c.149]

Процесс распространения теплоты в стержнях и пластинах существенно отличается от процесса распространения теплоты в стенках при передаче тепловой энергии теплопроводностью в стержне или пластине происходит непрерывное рассеяние или приток тепловой энергии с поверхности этих тел в окружающую среду благодаря конвекции и излучению. [c.41]

Тепловое излучение — процесс распространения теплоты с помощью электромагнитных волн, обусловленный только температурой и оптическими свойствами излучающего тела при этом внутренняя энергия тела (среды) переходит в энергию излучения. Процесс превращения внутренней энергии вещества в энергию излучения, переноса излучения и его поглощения веществом называется теплообменом излучением. В природе и технике элементарные процессы распространения теплоты — теплопроводность, конвекция и тепловое излучение — очень часто происходят совместно. [c.4]

Необходимым условием распространения теплоты является неравномерность распределения температуры в рассматриваемой среде. Таким образом, для передачи теплоты теплопроводностью необходимо неравенство нулю температурного градиента в различных точках тела. [c.10]

Теплопроводностью жидкостей и газов, называют процесс распространения теплоты при непосредственном соприкосновении частиц, имеющих различную температуру, т. е. процесс атомно-молекулярного характера, не связанный с макроскопическим движением среды. [c.125]

Таким образом, тепловое излучение связано с температурой тела существенно нелинейно, в то время как в теории теплопроводности вещественных сред линейное приближение во многих практически важных случаях хорошо описывает процесс распространения теплоты. [c.15]

Наибольшее распространение среди тепловых двигателей получили двигатели внутреннего сгорания. В этих двигателях ос — новные процессы — сжигание топлива, выделение теплоты и ее преобразование в механическую работу — происходят непосредственно внутри двигателя. Такие двигатели используют во всех видах транспорта автомобильном, железнодорожном, водном и авиационном, а также в сельскохозяйственном производстве, в строительстве и в других отраслях народного хозяйства. [c.100]

Поскольку при добавлении тепла происходит медленное разрушение связанных водородной связью кластеров HjO, вода имеет большую теплоемкость, чем многие из других распространенных жидкостей, за исключением аммиака. Кроме того, вода имеет необычно высокую теплоту плавления и теплоту испарения. Совокупность этих трех свойств делает воду эффективным термостатом, который поддерживает температуру на поверхности Земли в умеренных пределах. При плавлении льда поглощается огромная энергия, а нагревание воды на каждый градус требует большей затраты тепла, чем для большинства других веществ. Соответственно при охлаждении воды она выделяет в окружающую среду больше тепла, чем многие другие вещества. [c.621]

В настоящее время наибольшее распространение в производстве шин и других резиновых изделий получили поли-изопреновый и бутадиенстирольный каучуки. Совместная полимеризация осуществляется в водной среде при температуре от 5 до 50°С в батарее последовательно соединенных между собой полимеризаторов. Приготовленная заранее смесь дивинила со стиролом смешивается с водой и эмульгатором (например, канифольное мыло) в аппарате предварительного эмульгирования. Готовая эмульсия вместе с раствором инициатора и регулятора непрерывно закачивается в первый по ходу полимеризатор. Из 12 аппаратов батареи всегда работают 11. Каждый полимеризатор, изготовленный из биметалла или покрытый кислотоупорной эмалью, вместимостью 12—20 м снабжен мешалкой (рис. 99). Мешалка может давать от 50 до 1450 об/мин. Полимеризатор имеет водяную рубашку, куда подается горячая (во время пуска) или холодная вода (для отвода теплоты реакции). Процесс осуществляется в режиме полного смешения и при непрерывном перетекании всей смеси с добавкой регулятора через всю батарею полимеризаторов с такой скоростью, что за время протекания полимеризуется примерно 58—60% смеси углеводородов. [c.225]

Среди различных спиртов и их смесей наибольшее распространение в качеству моторного топлива получили метанол и этанол. Их основными недостатками являются пониженная теплота сгорания, высокая теплота испарения и низкое давление [c.149]

Один из наиболее распространенных методов регенерации ценных компонентов из шламов сложного состава — выщелачивание. В качестве выщелачивающего агента для извлечения тяжелых металлов широко используется серная кислота. Во-первых, кислота, являясь недорогим реагентом, может быть извлечена в случае необходимости перегонкой. Во-вторых, теплота, вьщеляющаяся при разведении концентрированной серной кислоты и при реакции с основными гидроксидами, ускоряет процесс выщелачивания, В-третьих, создается кислая среда раствора, что удобно при последующем извлечении из него металлов. Выщелачивание с противо-точным движением твердой массы и кислоты может быть использовано для уменьшения промывки твердого осадка [7]. [c.98]

Среди различных видов электрической сварки плавлением дуговая сварка имеет наибольшее распространение. Электрическая дуга является высокотемпературным источником теплоты, что весьма суш,ественно для достижения высокой производительности процесса сварки металлов плавлением. [c.259]

Чувствительность таких детекторов почти в 10 раз превышает чувствительность наИ более распространенных детекторов по теплопроводности (катарометров), основанных на измерении теп--Лопроводности газов. Детекторы по теплоте сгорания обладают еще тем преимуществом, что они мало чувствительны к изменению расхода газа-носителя и к изменению температуры окружающей среды. [c.86]

Полимеризация в эмульсии. Это наиболее распространенный промышленный способ получения полимеров. Полимеризацию проводят в жидкой среде (чаще всего в воде), не растворяющей ни мономер, ни полимер. Для стабилизации эмульсии, используют мыла (олеаты, пальмитаты, натриевые соли ароматических и высокомолекулярных жирных кислот), а также поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлозу и некоторые другие вещества. Этот тип полимеризации обычно инициируют водорастворимыми низкотемпературными инициаторами. Наряду с ними в систему вводят регуляторы — буферные вещества (гидрокарбонаты, фосфаты, ацетаты щелочных металлов) —для поддержания постоянного значения pH среды. При эмульсионной полимеризации продукт образуется в виде мелких гранул. Преимущество этого способа — легкость отвода теплоты и получение продукта с высокой молекулярной массой. Недостаток — необходимость отмывания полимера от стабилизатора. [c.263]

Размещая тигель в средней части нагревателя (/г<0,0), расплав оказывался в условиях более равномерного поля температур. Причем часть теплоты к расплаву поступала через его свободную поверхность, что ухудшало конвективное перемешивание. Наиболее наглядно этот эффект можно проследить при рассмотрении предельных случаев. Действительно, если жидкость, находящуюся в объеме, подогревать только в ее верхней части, то подогретые слои жидкости, как более легкие, будут оставаться неподвижными. Распространение теплоты в объеме и примесей в жидкости будет определяться только процессами теплопроводности и диффузии. В.месте с существованием градиентов температуры будет наблюдаться и неравномерность концентраций. Выравнивание полей температур и концентраций может наступить только в результате иитепсивного механического перемешивания сред. При подводе тепла к жидкости снизу подогретые нижние слон будут стремиться в верхнюю часть объема, образуя потоки массы, вызван- [c.212]

Сложную проблему представляют процессы теплопроводности в неоднородных средах, каковыми являются композиционные, волокнистые, пористые и зернистые материалы, различные сплавы, компаунды, металлокерамика, радиотехнические печатные схемы и т. п. объекты. При этом различают упорядоченные и неупорядоченные структуры [15]. Анализ распространения теплоты и изменения температуры в таких системах сводится к определению некоторого эффективного коэффициента теплопроводности в уравнении (4.1.1.1). Задача нахождения такой теплопроводности осложняется возможным наличием конвектирующих газа или жидкости внутри пористой структуры среды. Особенно [c.234]

Закономерности процессов сушки определяются закономерностями одновременно протекающих тепло- и массопередачи. Поэтому сушка является тепломассообменным процессом. От скорости распространения теплоты в материале зависит интенсивность испарения находящейся в нем влаги, а транспорт образовавшегося пара из материала в окружающую среду определяется скоростью переноса вещества в материале. Влажность материала характеризуют влагосодержанцем и — отношением массы влаги, содержащейся во влажном материале, к массе содержащегося в нем сухого вещества. Так же характеризуют содержание влаги в окру-, жающей среде (воздухе). Влагосодержание воздуха х — это масса влаги, приходящаяся на единицу массы абсолютно сухого воздуха. При определенной температуре материал, находясь в равновесии с окружающей средой, имеет определенное влагосодержание, зависящее от влагосодержания окружающей среды. Связь влагосодер-жаний материала и воздуха изображается в виде изотермы адсорбции. Описание условий фазового равновесия в процессах сушки не отличается, таким образом, от рассмотренного выше применительно к процессам адсорбции. [c.523]

Ряд работ, посвященных тепловым исследованиям газопламенной кислородной и плазменно-дуговой резки, позволяет отметить, что для описания процессов термической резки удов-. летворнтельные результаты дает схема линейного быстродви-жущегося источника [10 и др.]. Рассматривая режущую дугу как мощный быстродвижущийся источник и не учитывая теплоотдачу в окружающую среду, при условии распространения теплоты в направлении, перпендикулярном линии реза, получим температуру точки с поперечной координатой у в момент t после воздействия мгновенного источника мощностью д, движущегося в металле с теплопроводностью л и теплоемкостью с со скоростью т [c.75]

Рассмотрим задачу о распространении теплоты в плоском ребре (рис. 2.14). Толщина ребра 25 / и 25 h. Допустим, что температура основания ребра (оно лежит в плоскости yOz) постоянна и равна Tq. Это условие может, например, выполняться тогда, когда основание ребра соприкасается с жидкостью, температура которой постоянна, и при этом а -> оо (см. закон Ньютона—Рихмана). Примем, что теплопроводность ребра X = onst, оно находится в среде с = onst, коэффициент теплоотдачи в окружающую среду а = onst. Для определенности примем, что Tq > Т . Тогда в установившемся состоянии тепловой поток, входящий в ребро через его основание, будет равен тепловому потоку, выходящему из ребра через его боковую поверхность. При этом теплота передается окружающей среде. [c.54]

Теплопередача или теплообмен — учение о самопроизвольных необратимых процессах распространения теплоты в пространстве. Под процессом распространения теплоть понимается обмен внутренней энергией между отдельными элементами, областями рассматриваемой среды. Перенос теплоты осуществляется тремя основными способами теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением. [c.4]

Рост потребности в бензинах с повышенным октановым числом сопровождается в настоящее время ужесточением требований к охране окружающей среды. Применение в качестве анти-детонационной добавки тетраэтилсвинца, получившего широкое распространение, приводит к выбросу в атмосферу токсичных веществ и отравлению катализаторов дожига выхлопных газов автомобилей. В таких условиях растет потребность в высокооктановых, особенно низкокипящих компонентах бензина. Перспективным из них следует считать трег-бутилметиловый эфир (ТБМЭ) это соединение имеет октановые числа 102 по моторному и 117 по исследовательскому методам. Характеристика ТБМЭ температура кипения 55,3 °С и застывания —108,6 °С плотность 740,4 кг/м и теплота сгорания 38,22 МДж/кг полностью смешивается со всеми углеводородами и стабилен при хранении. Получают его из метанола и изобутена по реакции [c.118]

Детонация представляет собой процесс распространений в газе, жидкости или твердом теле экзотермического химического превращения в виде узкой зоны, движущейся относительно исходного вещества со скоростью, превышающей скорость звука. Эта зона названа детонационной волной. Быстрая реакция в зоне возбуждается не вследствие передачи тепла от прореагировавшего слоя вещества к непрореагировавшему, а путем ударного сжатия и соответствующего нагревания исходной среды, вызванного давлением продуктов реакции. Поэтому детонация возможна только в таких средах, продукты реакции которых занимают больший объем, чем исходное вещество. Строгим критерием принципиальной возможности детонации в данной среде является положительный знак изобарическо-изохорическо-го теплового эффекта соответствующей реакции Qpv. Эта величина измеряется теплотой, выделяемой в условиях постоянства давления р и удельного объема V. [c.311]

Если экзотермический процесс протекает при наличии жидкой фазы и реагирующие вещества имеют температуру кипения, близкую к температуре реакции, тепло от реакционной массы полностью или частично отводится за счет теплоты ее испарения. Этот прием используют, проводя процесс в среде растворителя, имеющего температуру кипения, близкую к температуре реакции. Поскольку такое аппаратурно-технологиче-ское оформление реакторных процессов представляет собой большой интерес и имеет широкое распространение, считаем необходимым дополнительно рассмотреть этот случай. [c.81]

Наибольшее распространение среди кислородсодержащих соединений, вовлекаемых в состав автомобильных бензинов, получил МТБЭ. Введение МТБЭ в бензин позволяет повысить полноту его сгорания и равномерность распределения октановых чисел по фракциям. МТБЭ, в отличие от спиртов, не образует с углеводородами азеотропные смеси и не вызывает расслаивания фаз. Максимально допустимая концентрация МТБЭ в бензинах составляет 15% из за его относительно низкой теплоты сгорания и высокой агрессивности по отноц]ению к резинам [4]. Главными недостатками процесса производства МТБЭ являются высокая себестоимость продукта и ограниченные ресурсы сырья - изобутилена. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология