Теплоотвод и его виды

При недостаточно хорошем теплоотводе разогрев реакционной смеси становится значительным и уже нельзя пренебрегать изменением скорости реакции в результате разогрева. Если в системе идет одна экзотермическая реакция, скорость которой зависит от температуры по закону Аррениуса, уравнение (IX. 15) записывается в виде [c.385]

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]

При недостаточно хорошем теплоотводе разогрев реакционной смеси становится значительным и уже нельзя пренебрегать изменением скорости реакции в результате разогрева. Поэтому величины Wi в уравнении (XI.2) следует записывать как функции температуры. Если в системе идет одна экзотермическая реакция скорость которой зависит от температуры по закону Аррениуса, уравнение (XI.2) записывается в виде [c.400]

Рассматривая промежуточный стационарный режим В, мы видим, что увеличение температуры выше стационарного значения Т приводит в область, где скорость тепловыделения превышает скорость теплоотвода, и температурное возмущение будет нарастать. [c.170]

Если преобладает радиационный теплоотвод и температуры в сходственных точках модели и прототипа равны, то уравнения принимают вид [c.345]

Если доля обрыва цепей на поверхности пренебрежимо мала или если поверхность благоприятствует протеканию процесса в нужном направлении (инициирует радикалы, разлагает побочные нестабильные промежуточные продукты и т. п.), то здесь интенсификация теплоотвода и оптимизация реакции достигается максимальным усилением перемешивания и особых проблем не возникает. Иначе обстоит дело при вредном влиянии поверхности за счет обрыва цепей или разложения активных промежуточных продуктов. Тогда направления интенсификации теплообмена и повышения скорости и (или) селективности реакции противоположны. Эту противоположность нельзя обычно устранить каким-либо покрытием поверхности, поскольку, как правило, неактивные в химическом плане поверхности (фосфорные, борные или силикатные эмали) мало теплопроводны. Кроме того, часто вообще не удается подобрать инертное покрытие. В таком случае задачу надо решать расчетом, подбирая решение, оптимальное в химическом или экономическом смысле. Основой такого решения будет математическая модель реактора, представляющая собой систему кинетических уравнений вида (2.5), дополненную уравнениями гибели радикалов на стенке и (или) разложения на стенке кинетических промежуточных продуктов реакции. Без уточнения механизма реакции такую систему с учетом принципа Боденштейна для проточных аппаратов полного смешения (более частый [c.103]

Одной из разновидностей распылительных или барботажных колонн являются аппараты, выполненные в виде кожухотрубной колонны. Такое оформление пустотелых колонн позволяет увеличить поверхность внешнего теплоотвода и несколько снижает продольное перемешивание в системе. Однако использование подобных аппаратов всегда связано с проблемой равномерного распределения потоков фаз между реакционными трубками. [c.245]

Интенсивный теплоотвод особенно важен для устойчивости температурного режима реакторов нри сильно экзотермических процессах. Температурный режим будет устойчивым, если увеличение количества выделяющегося тепла при ускорении реакции вследствие роста температуры меньше соответствующего увеличения теплоотвода. Это условие для любого кинетического уравнения и вида теплообменной поверхности формулируется так [1] [c.106]

Эта функция резко возрастает с температурой, проходит через максимум и затем падает до нуля, так как концентрация уменьшается с повышением температуры. Поэтому график функции (И, 37) будет иметь вид, представленный на рис. П-2. Если на тот же рисунок нанести линейную функцию Q/f, становится очевидным, что Qjf = = Qo может определять одно или более стационарных состояний в точках пересечения в зависимости от параметров системы, которые описывают положение линий теплоотвода при различном их наклоне [c.32]

Если цилиндрический сосуд достаточно длинный и теплоотводом через основания сосуда можно пренебречь, то можно считать температуру функцией только расстояния г от оси цилиндра. В этом случае уравнение (Х1.3) запишется в виде [c.395]

Представим себе камеру сгорания в виде закрытого сосуда объемом V, наполненного гомогенной горючей смесью с начальной температурой То и начальным давлением Р . Тепловой эффект реакции данной горючей смеси Qp. Сосуд окружен адиабатной тепловой изоляцией, т. е. теплоотвода в окружающую среду нет. Допустим, что То и Яо достаточно высоки и реакция подчиняется закону активных столкновений (закону Аррениуса). Тогда скорость протекания реакции может быть выражена так ==- = здесь Сг [c.109]

H.H. Семеновым как условие касания кривых тепловыделения и теплоотвода. В точке касания должно осуществляться равенство теп-лот и 2 и равенство их производных по температуре, т. е. условие теплового воспламенения имеет вид [c.117]

Гораздо больше усложняется задача нахождения концентраций компонентов реакций как функций времени, когда неизотермические условия создаются в результате выделения или поглощения тепла в ходе химической реакции, так как в этом случае вид функции Т ( ) неизвестен. Решение задачи при определенных предположениях о характере тепловыделения и теплоотвода приводит к необходимости интегрировать уравнения в частных производных. [c.380]

Интегрирование уравнений вида (IX.15) и (IX.16) существенно облегчается в частном случае, если скорость реакции у в течение некоторого времени остается постоянной. Так, при очень хороших условиях теплоотвода повышение температуры в реакционной зоне в экзотермической реакции незначительно и скорость процесса определяется температурой стенок сосуда. Хотя примеров подобных реакций немного, в этом разделе будет рассмотрено измерение малых разогревов для систем с перемешиванием и без перемешивания, так как это дает удобный метод измерения скорости реакции, а в некоторых случаях позволяет сделать некоторые выводы и о ее механизме. [c.382]

В лабораторной практике возгонкой чаще всего очищают иод. Для этого используются тонкостенный стакан, колба или часовое стекло несколько большего диаметра, чем стакан. Небольшое количество технического иода помещают в стакан, который накрывают сверху часовым стеклом или колбой, заполненной холодной водой. При осторожном нагревании стакана на горелке или песочной бане иод испаряется и оседает на часовом стекле в виде игольчатых кристаллов, которые снимают стеклянной палочкой. К техническому иоду перед возгонкой добавляют KI и СаО из расчета на 6 частей иода — 1 часть иодида калия и 2 части оксида кальция. Смесь растирают и сублимируют. С целью лучшего теплоотвода на часовое стекло осторожно наливают холодную воду или кладут кусочки льда. Для получения чистого иода процесс возгонки проводят дважды. [c.39]

Количество тепла, отводимое в адиабатических условиях, целиком определяется разностью теплот в потоке на входе в реактор и выходе из него. Это можно изобразить в виде прямой, пересекающей абсциссу в точке То (температура на входе). Для политропических условий линия теплоотвода проходит при температуре более низкой, отвечающей температуре охлаждающего агента. [c.348]

Пользуясь температурами самовоспламенения при оценке пожарной опасности веществ, нельзя забывать, что они не являются постоянными величинами для одного и того же горючего вещества. Из рассмотренной тепловой теории самовоспламенения можно видеть, что эта температура зависит от величины скорости тепловыделения и скорости теплоотвода, которые в свою очередь зависят от объема и формы горючего вещества, количества его в единице объема, давления и других факторов. [c.81]

Большую поверхность теплоотвода, приходящуюся на единицу объема горючей смеси, можно получить не только уменьшением объема смеси, но и приданием ей соответствующей формы. На рис. 25 изображены сосуды разной формы, которые вмещают одинаковый объем смеси метана с воздухом. В первом сосуде (куб) при нагреве смеси происходит самовоспламенение, во втором (щель)—нет. Следовательно, изменяя форму горючего вещества, можно придать ему такую большую поверхность теплоотвода, что самовоспламенение будет невозможным. Это используется для создания огнепреградителя в виде тонкой щели. [c.84]

Многоступенчатые реакторы непрерывного действия йвказаны -на-рие-.--1 (см стр. Н4)У0ни могут быть выполнены как в виде ряда отдельных аппаратов, так и в одном корпусе. Отдельные аппараты обходятся дороже, но зато позволяют легко выполнить требующиеся в схеме изменения (например, числа ступеней, вывод промежуточных потоков, параллельное соединение ступеней для увеличения пропускной способности и теплоотвода). Переток [c.359]

В свою очередь отвод тепла от очага горения в виде теплосодержания покидающих этот очаг топочных газов будет расти с повышением температуры процесса, как мы это видели из фиг. 31, почти по прямой, слабо приподнимаясь кверху. Примерно такой же характер имеет и кривая теплоотвода за счет лучистого теплообмена горячего факела с холодными поверхностями, воспринимающими это тепло . [c.110]

Профиль температур в реакционной зоне имеет типичный для реакторов с теплоотводом вид экстремальной зависимости. Температура хладагента - свежей реакционной смеси - будет возрастать по мере продвижения вдоль трубок. Температурные профили показаны справа на рис. 2.69. Процесс в реакционной зоне протекает с теплоотводом, а в реакторе в целом - адиабатически, поскольку посторонний теплоноситель отсутствует. Поэтому разность температур между входным и выходным потоками равна адиабатическому разогреву ДГадХ Такой режим и реактор называют автотермтескими. [c.144]

Так как процесс гидрогенизации является экзотермическим, то избыточное количество тепла, не расходуемое на поддержание требуемой температуры, должно отводиться из реакторов. Теплоотвод осун1е-ствляют подачей части потребляемого при реакции водорода в виде холодного газа . Размеры реактора высокого давления изменяются в пределах диаметр 800—1200 мм, высота соответственно 6—9 м . Свободный реакционный объем составляет 6—9 м . Так как в процессе применяют болыной избыток водорода, назначение которого заклю- [c.35]

В отдельных экспериментах в качестве теплоотвода щей среды исследовалась вода. Так, был испытан огнепреградитель (орощаемый щтрек) в виде небольшого участка трубы (длиной около 3 ж), в которую иптен сивно впрыскивали воду. Такой штрек опробован в ряде опытов при взрывном и детонационном распаде ацетилена . При этом было установлено, что детонационный распад в штреке протекал без заметного затухания, взрывное разложение в одних опытах задерживалось, в других — происходило в штреке без изменений. Характерно, что распад в штреке не зависит в данном случае от первоначального давления ацетилена. На основе проведенных исследований был сделан вывод, что даже более длинный штрек вряд ли является достаточно на дежной преградой для взрывного разложения. [c.82]

Компрессорные масла, применяемые в условиях высоких температур, содержат в основном органические загрязнения, образующиеся в результате окислительных процессов и способные отлагаться в виде нагара или выпадать в осадок. При образовании нагара значительно ухудшается теплоотвод от деталей компрессора (поршневые, всасывающие и впускные клапаны), что может привести к преждевременному выходу деталей из строя. Выпадающие из масла осадки забивают маслоподающие магистрали, что увеличивает износ узлов трения и ухудшает х охлаждение. В сопряженных деталях компрессоров наблюдается и абразивный износ вследствие попадания твердых неорганических частиц. [c.64]

Поскольку кривая выделения тепла имеет 5-образную форму, пересечение с линиями теплоотвода более вероятно лри низкой или высокой степени превращения, нежели при промежуточных значениях. Это утверждение в целом согласуется с экспериментом. Так, при горении различных видов топлива тгмлерату- [c.158]

Структура стали формируется в зависимости от многих факторов химического состава, температуры заливаемого расплавленного металла, скорости зали1зки его в изложницу, скорости вращения изложницы, интенсивиости охлаждения ее наружной поверхности. Структура стали центробежнолитой трубы — лучистая (столбчатая) или состоит из двух зон наружной — лучистой и внутренней — равноосной. Однако чаще всего структура стали имеет вид вытянутых дендритов (лучей), направленных в сторону теплоотвода при интенсивном остывании стали, т. е. наружной поверхности. Разветвленность дендритов тем больше, чем выше скорость вращения изложницы. Окружная скорость трубной заготовки изменяется в пределах 5—10 м/с. Дендритный характер структуры и химическая неоднородность (ликвация) наблюдаются только по задиальному направлению заготовки. [c.32]

Заметим, что при выводе условия неустойчивости (III.51) мы неявно предполагали, что концентрации реагирующих веществ связаны с температурой соотношениями (III.48). Эти соотношения, однако, были выведены для стационарного режима и остаются снра ведливыми только при возмущениях специального вида. Но для устойчивости режима требуется, чтобы система возвращалась к нему после любого малого возмущения температуры или концентраций реагентов поэтому выводы о том, что стационарный режим, не удовлетворяющий условию (III.51), устойчив, сделать, строго говоря, еще нельзя. Для строгого доказательства устойчивости стационарных режимов требуется более тонкий анализ условий нестационарного протекания процесса. Эти вопросы будут подробно рассмотрены в главе Л Ш забегая вперед, можно, однако, сказать, что в данном случае реакции на внешней поверхности твердой частицы стационарный режим действительно всегда устойчив, если производная скорости тепловыделения меньше производной скорости теплоотвода, т. е. если неравенство (III.51) нарушено. [c.117]

Реакторы с внутренним теплообменом. Если тепло отводится из зоны реакции и скорость теплоотвода q T, Т ), согласно формуле (VII.34), пропорциональна разности температур реагирующей смеси Т и теплоносителя с множителем пропорциональности а, то уравнения (VIII.40), (VIII.41), определяющие чувствительность температуры и концентрации исходного вещества в каждом сечении — т (t), (I) — к температуре исходной смеси Гвх. принимают вид [c.342]

Хотя методы внутреннего теплоотвода достаточно экономичны и позволяют достигать весьма низких температур при относительно небольших поверхностях теплообмена и разделят1> 1ааы при низких давлениях, системы, использующие охлаждение расширением в чистом виде, страдают от через-чур тесного блокирования отдельных их частей. При фракционировке воздуха, когда состав сырья не изменяется, агрегаты глубокого холода работают гладко, как только наладится правильный режим. В случае же переработки нефтезаводских н природных газов состав сырья изменяется не только в период пуска, но и в процессе эксплуатации и система должна обладать большей гибкостью, чем это доступно п типичных способах Клода-Линде. Установки Глубокого холода типа Клода-Лппде широко применяются в Европе для выделения водорода из коксового газа водород получается на них в виде сравнительно дешевого побочного продукта. [c.165]

Гомогенные реакторы. Консфуктивно гомогенные реакторы выполняются в виде аппаратов с мешалками или трубчатых (проточных) аппаратов. При известных кинетике и механизме реакций выбор типа реактора определяется условиями обеспечения равномерности распределения реагентов в объеме. Наличие фадиентов конценфации, температуры приводит к изменению физико-химических свойств реагентов (вязкости, плотности и т. д.) и, как следствие, к искажению профиля скоростей, неравномерному протеканию реакции по объему или сечению реактора. В случае изотермических реакций изменение характеристик реагентов в ходе протекания реакции может привести к неустойчивости системы в целом, т. е. к нарушению установившегося состояния по скоростям теплоподвода и теплоотвода. Характерными вопросами, решаемыми при проектировании этих реакторов, являются оценка гидродинамической сфуктуры потоков и обеспечение необходимого температурного режима реактора. [c.18]

В головке ж [б01 заложен иной принцип деления потока флегмы. Холодильник выполнен в виде расположенных по окружности вертикатшных петель с зубчатым окончанием каждой петли внизу. Весь холодильник поворотный вращением его совмещают один из зубцов с приемной воронкой ректификата. Поскольку сток с каждой из петель различен (разный теплоотвод при последовательном движении хладоагента по петлям), то и отбор ректификата может быть разным. [c.100]

Адиабатическое воспламенение. Помимо воспламенения горючей среды в нагретом сосуде, возможен и другой вид воспламенения, уже не самопроизвольного, а вынужденного. Если нагреть горючую среду, находящуюся в сосуде с холодными стенками, путем сжатия в адиабатических условиях, т. е. достаточно быстрого, она может воспламениться. Это произойдет в том случае, если температура, достигаемая при сжатии, будет астолько высока, что тепловыделение, происходящее вследствие начавшейся реакции, превысит теплоотвод. [c.31]

Известные методы расчета гасящего канала основываются на том, что гашение пламени в узком канале достигается за счет интенсивного отвода тепла из зоны пламени. В методе расчета по критаческому значению критерия Пекле, известном также под названием метода Я- Б. Зельдовича, принят теплоотвод из зоцы пламени к холодной и плотной (твердой) стенке канала, причем вид материала и его масса в стенке не имеют существенного значения. [c.136]

По топливному варианту вакуумная колонна (рис. П-37, б) имеет три секции и два боковых отбора верхняя секция предназначена для полной конденсации нефтяных паров, т. е. для выделения легких фракций вакуумного газойля секция, расположенная ниже отбора основного продукта, обеспечивает каче-/Ство получаемых фракций по содержанию в вих асфальто-смо-листых соединений и металлов. Верхняя и средняя секции колонны имеют промежуточные теплоотводы в виде циркуляционных орошений. Нижний боковой погон направляется на рециркуляцию в печь либо на отпарку в нижнюю часть колонны. В нижней части концентрационной секции колонны имеются специальные отбойные тарелки и промывной сепаратор с глухой тарелкой. В последнее время в качестве контактных устройств для вакуумных колонн вместо тарелок используют насадку, что обеспечивает значительно меньший перепад давления по колонне при достаточно высокой разделительной способности. В нижнюю часть колонны и в испарйтельную секцию змеевика печи также подается перегретый водяной пар. [c.130]

Смоченные олифой тряпки, будучи скомканы, самовоспламеняются при температуре 20°. Эти же тряпки в развернутом виде самовоспламеняться при такой температуре не могут. В первом случае поверхность теплоотвода на единицу объема тряпки была небольшой, выделение тепла за счет окисления превышало теплоотвод, и трягаки са-мора зогревались до возникновения горения. Во втором случае поверхность теплоотвода на тот же объем тряпки увеличилась, выделение тепла за счет окисления уже не превышало теплоотвода и самонагревание тряпки не происходило. Следовательно, температура самовоспламенения тряпки во втором случае была значительно выше 20°. [c.86]

На рис. 44 схематично можно видеть различие в теплоотводе от равных 0 бъамов одинаковой по составу горючей омеои при воспламенении и при самовоспламенении. При самовоспламенении (рис. 44, б) теплоотвод через каждую стенку сосуда одинаков, так. как температура окружающей среды со всех сторон одинакова и равна Т (температуре накаленного тела). При воспламенении смеси накаленным телом теплоотвод во псе стороны от рассматриваемого объема смеси не одинаков (рис, 45, а). В сторону накаленного тела он тот же, что и при самовоспламенении, но в сторону остальной газовой смеси, имеющей начальную темпера- [c.128]

Процесс самовоспламенения возникает и протекает не во всем объеме нагреваемого горючего вещества, а только в том месте, где существует наименьший теплоотвод и имеются условия для накопления тепла. Это место в большинстве случаев находится в середине объема горючего вещества или у той стороны его, где наименьший теплоотвод. Так, если штабель каменного угля, способного к самовозгоранию (имеющего температуру самовоспламенения ниже обычной температуры 16—25°), лежиг на основаиии из досок, обладающем плохой те1плопроводностью, очаг самовозгорания в нем располагается ближе к основанию. Если же этот штабель лежит на бетонном основании, очаг самовозгорания располагается выше от основания или же совсем не образуется вследствие хорошего теплоотвода через основание. Обычно при медленном нагревании твердых веществ горение возникает в виде тления, и только при более высоких температурах вещества тление переходит в пламенное горение. Это связано с составом и количеством газообразных продуктов разложения, которые становятся горючими и выделяются в количестве, достаточном для горения только при температурах выше температуры самовоспламенения твердой фазы. Довольно низкая температура самовоспламенения твердой фазы некоторых веществ объясняется -свойствами образующегося угля, имеющего большую пористость и склонность к активному окислению. [c.212]

Контуры охлаждения реактора конструктивно выполняются в виде параллельных петель теплоотвода, работающих каждая с автономным главным циркуляционным насосом, что позволяет осуществлять охлаждение реактора при выходе из строя нескольких главных циркуляционных насосов. В результате этого предупреждается возникновение пароциркониевой реакции из-за перегрева тепловыделяющих элементов. [c.390]

Значение минимальной энергии воспламенения точно определяется уравнением (2), если известно минимальное значение площади поперечного сечения слоя А. Минимальное значение А часто определяется по результатам экспериментов при исследовании погасания пламени. Из-за теплоотвода к стенкам (и, возможно, других причин) пламена не распространяются в слишком узких каналах. Хотя эксперименты проводились в каналах с весьма различной формой поперечного сечения наиболее распространенным экспериментом является эксперимент с распространением пламени в зазоре между двумя параллельными плоскими пластинами. При этом гасящее расстояние (1 определяется как минимальное расстояние между пластинами, при котором еще имеет место распространение пламени. Естественно предположить, что неодномерностью процесса в данном случае можно пренебречь, Следовательно, формула (1) будет справедлива, если площадь сечения слоя А больше, чем площадь квадрата со сторонами, длина которых равна гасящему расстоянию (т. в. А д ). С учетом этого условия из формулы (2) можно получить формулу для минимальной энергии воспламенения, которая имеет вид [c.253]

Здесь выбрана система координат, в которой нламя покоится, X — координата по нормали к фронту пламени, Я — среднее значение коэффициента теплопроводности, Ср — средняя теплоемкость нри постоянном давлении, гп — поток массы через единицу площади в направлении X, (Л — скорость химической реакции (масса горючего, испытывающего превращение в единице объема за единицу времени), — теплота реакции (при постоянном давлении), отнесенная к единице массы израсходованного горючего, Ь — тепловые потери из единицы объема за секунду, связанные с излучением или теплоотводом к стенкам. Уравнение (9) следует из уравнения (1.43) или из представленного в одномерном виде уравнения (1.40) [c.257]

С увеличением концентрации кислорода предельные размеры частиц уменьшаются, что, по-види мому, объясняется увеличением ско рости тепловыделения. С повышением общего давления среды время воспламенения мелких частиц, близких по размеру к предельным, затягивается. Для объяснения этого эффекта следует рассмотреть влияние давления на скорость тепловыделения и скорость теплоотвода. [c.258]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология