Диффузионная теплопроводность

Второй разновидностью ТР-элемента является так называемый передатчик субстанции с перекрестной связью потоков и сил. В электромеханических системах этот элемент получил название гиратора и диаграммное обозначение 0 . Определение 0 -эле-мента и примеры его проявления в различных системах даны в табл. 1.4. Название гиратор происходит от слова гироскоп (как видно из табл. 1.4, определяющие соотношения 0 -элемента соответствуют аналитическому описанию гироскопического эффекта). В ФХС преобразователь с перекрестными связями применяется для топологического отражения перекрестных эффектов между термодинамическими силами и потоками одинаковой тензорной размерности (например, термодиффузия, диффузионная теплопроводность ИТ. п.). [c.44]

При предельно точном расчете скорости массо- и теплопередачи следует учитывать такие явления, как термодиффузия и диффузионная теплопроводность, возникающие при наложении и взаимном влиянии процессов переноса вещества и тепла, а также изменение физических свойств реагирующей смеси под влиянием химических [c.105]

Влияние теплообмена на массообмен вызывается (без учета термодиффузии и диффузионной теплопроводности, эффект которых обычно незначителен) только изменением физических свойств среды, в том числе вязкости и коэффициента диффузии, в зависимости от поля температур [23]. [c.152]

Из системы (3.15) - (3.18) следует, что вклад стефановского потока примерно пропорционален относительному изменению- объема реакционной смеси, если коэффициенты диффузии компонентов различаются незначительно. Например, уменьшением объема на 20% примерно на столько же увеличивается интенсивность подвода реагентов и уменьшается интенсивность отвода продуктов реакции. Термодиффузию и диффузионную теплопроводность необходимо учитывать, если реакционная смесь имеет компоненты с разной молекулярной массой. В качестве примера ниже приведены [145] результаты расчета температуры поверхности катализатора в процессе парокислородной [c.93]

Наличие газов с различной молекулярной массой (Н2, СО2, Н2О, СН4) приводит к заметному влиянию термодиффузии и диффузионной теплопроводности на скорость превращения. Объем реакционной смеси увеличивается примерно в 1,5 раза, вследствие чего от поверхности появляется дополнительный поток. Однако образующийся водород быстрее других компонентов диффундирует от поверхности катализатора, тем самым уменьшается гидродинамический поток от поверхности. Поэтому вклад стефановского потока составляет менее 10%. [c.94]

В работах [9—11] вопрос об обобщении опытных данных по тепло- и массообмену при испарении и конденсации из парогазовой смеси был рассмотрен для условий, когда возможно пренебрегать межфазным кинетическим сопротивлением переносу вещества на поверхности раздела и дополнительными молекулярными эффектами — термодиффузией и диффузионной теплопроводностью. Путем анализа методами теории подобия дифференциальных уравнений и граничных условий для бинарного пограничного слоя на полупроницаемой поверхности было установлено, что уравнения подобия для коэффициентов тепло- и массоотдачи при указанных условиях можно в общем случае [c.117]

В настоящей главе мы изложим более точную теорию, применимую и к неразбавленным смесям и учитывающую взаимное влияние процессов теплопроводности и диффузии — термодиффузию и диффузионную теплопроводность. Рассматриваемые здесь эффекты приобретают существенное практическое значение, если состав исходной смеси приближается к стехиометрическому для гомогенных и к условию диффузионной стехиометрии (II, 41) для гетерогенных реакций. [c.170]

В правой части (IV, 34) первый член описывает собственную диффузию, второй — термодиффузию в правой части (IV, 35) первый член описывает собственную теплопроводность, второй— диффузионную теплопроводность, третий—перенос тепла диффузией. [c.178]

Такая форма записи диффузионной теплопроводности годится, конечно, только при использовании системы единиц, в которой давление и плотность тепловой энергии имеют одинаковую размерность. Если используемые тепловые единицы отличаются от механических или давление измеряется в практических единицах, то лучше записать (IV, о7) в виде [c.178]

Термодинамическая теория дает только общую структуру уравнений и связь между перекрестными коэффициентами термодиффузии и диффузионной теплопроводности. Но она ничего не может сказать не только о значениях коэффициентов и их зависимости от параметров, но и о перекрестных коэффициентах диффузии в многокомпонентной смеси и их связи с бинарными коэффициентами диффузии. Для газов, которые можно рассматривать как идеальные, ответ на эти вопросы можно получить методами физической кинетики. Мы не будем здесь вдаваться в сложный математический аппарат кинетической теории, отсылая читателя к соответствующей литературе [2—5]. Поставим перед собой задачу получить нужные нам результаты, пользуясь менее строгими, но более простыми и наглядными методами. [c.179]

Поправка на термодиффузию и диффузионную теплопроводность [c.407]

Рассмотрим сначала поправку на термодиффузию и диффузионную теплопроводность. При наличии этих процессов мы должны вместо законов Фика и Фурье пользоваться для диффузионного и теплового потоков выражениями (IV, 36) или (IV, 102) и (IV, 37) или (IV, 37а). [c.408]

Формула (IX, 32) и является решением интересующей нас за дачи, так как дает стационарный разогрев поверхности с учетом термодиффузии и диффузионной теплопроводности. Легко заметить, что разогрев не зависит от абсолютных значений бл и дг, а только от отношения этих величин. Помножив и разделив в (IX, 32) числитель на а знаменатель на бт, получим [c.409]

Это выражение отличается от формулы (IX, 28) двумя поправочными членами в числителе и знаменателе. Первый дает поправку на диффузионную теплопроводность, второй — на термодиффузию. [c.410]

Уравнения материального и теплового баланса с эмпирическими коэффициентами массо- и теплопередачи повсеместно применяются при расчете гетерогенно-каталитических процессов, скорость которых лимитируется диффузией реагентов к поверхности частицы катализатора и теплообменом между потоком и активной поверхностью. Строго говоря, использование эффективных коэффициентов обосновано только когда поверхность катализатора равнодоступна (см. п. 2). Более тонкие эффекты могут определяться явлениями термодиффузии и диффузионной теплопроводности, возникающими при наложении и взаимном влиянии процессов тепло- и массопереноса, а также изменением физических свойств пограничного слоя, а следовательно и значений коэффициентов диффузии и температуропроводности в результате химических превращений. Ошибка, допускаемая в результате пренебрежения этими явлениями, в условиях большинства химических реакций мала. В некоторых процессах значительную роль играет так называемый стефановский поток, возникающий вследствие неравной скорости диффузии исходных веществ и продуктов реакции или изменения объема в ходе химических превращений. Влияние стефановского потока на скорость химической реакции рассматривается в п. 2. [c.116]

Формула (IX, 37) представляет собой окончательную расчетную формулу для определения стационарного разогрева поверхности с учетом термодиффузии и диффузионной теплопроводности при наличии конвекции. [c.410]

Оценка влияния эффектов наложения (термодиффузия и диффузионная теплопроводность) связаны с численными значениями коэффициентов и ас. Установлено [123, с. 48], что в растворах D . в 10 —10= раз меньше D. При сравнительно малых градиентах температур и концентраций, возникающих в пористых телах в процессе экстракции, эффектами наложения можно пренебречь. Необходимость учета этих эффектов может возникнуть при описании кинетики [c.30]

TOB реакции. Термодиффузию и диффузионную теплопроводность необходимо учитывать, если реакционная смесь содержит компоненты с разным молекулярным весом. В качестве примера в табл.1 приведены результаты расчета-температуры поверхности катализатора в процессе парокислородной конверсии метана при учете различных эффек -тов [II]. [c.116]

В газовой смеси при протекании химических реакций из-за градиентов температур и концентраций одновременно протекают процессы теплопередачи и диффузии. При этом градиент концентраций, так же как и градиент температур, может вызвать тепловой поток, так называемую диффузионную теплопроводность, а градиент температур наряду с теплопроводностью может вызвать массовый поток — термодиффузию. Поэтому в выражение для теплового потока следует ввести еще член, пропорциональный градиенту концентрации, а в выражение для диффузионного потока — член, пропорциональный градиенту температур, учитывающие диффузионную теплопроводность и термодиффузию. [c.83]

Примем следующую логическую модель процесса. Реагирование протекает на поверхности частицы топлива сферической формы частица в газовой среде находится в покое или движется вместе с ней с одинаковой скоростью горение выделяющихся летучих и догорание продуктов неполного сгорания происходит в объеме газовой среды. Конвективный перенос тепла из системы отсутствует, а лучистый теплообмен моделируется взаимодействием реагирующей смеси с облучателем, температура которого принимается постоянной теплообмен реагирующих частиц с газовой средой происходит путем конвекции и диффузионной теплопроводности. [c.349]

Тепло химического реагирования, протекающего на поверхности частицы, передается конвекцией и диффузионной теплопроводностью окружающей газовой среде, радиацией облучателю и частично расходуется на дальнейший нагрев самой частицы. В результате температура частицы возрастает, причем это возрастание происходит тем более интенсивно, чем интенсивнее протекает химическое реагирование и чем меньше теплоотдача в газовую среду. В ходе реагирования диаметр частицы уменьшается, изменяются температура частицы, температура и состав газовой среды. [c.350]

В уравнении (16-10) первым членом выражено тепловыделение при реагировании углерода до образования СО и СОг по реакциям (16-4) и (16-5) и поглощение тепла при восстановлении СОг на поверхности частицы по реакции (16-6) вторым —отвод тепла от частицы диффузионной теплопроводностью, расходуемой на нагрев кислорода и СОг, вступающих в реагирование с углеродом частицы третьим и четвертым— теплообмен частицы конвекцией с газовой средой и радиацией с облучателем пятым — расход тепла на нагрев частицы в единицу времени, отнесенный к единице ее поверхности. [c.351]

В уравнении первым членом выражено количество тепла, выделяющегося при протекании поверхностных реакций (16-4), (16-5) и (16-6) вторым — диффузионная теплопроводность потоками кислорода и углекислоты от поверхности частиц третьим — конвективный теплообмен между частицами и газовой средой четвертым — теплообмен излучением между частицей и облучателем пятым — изменение энтальпии частицы. [c.361]

В уравнениях (16-24) и (16-25) учтены теплота сгорания окиси углерода в газовом объеме, диффузионная теплопроводность за счет потоков СО и СОг, конвективный теплообмен между газом и частицами, лучистый теплообмен между газом и облучателем, турбулентный теплообмен в струе и изменение энтальпии газов. [c.362]

Численная оценка приводит к величине максимального перепада около десятка градусов при абсолютных значениях Т около сотен градусов. Учитывая относительно малое значение коэффициентов термодиффузии, пренебрежение термодиффузионным потоком является допустимым. Аналогичный вывод может быть сделан и в отношении диффузионной теплопроводности. [c.428]

Явления, происходящие в турбулентном потоке горящего газа, описываются сложной системой уравнений. В состав ее входят уравнения движения и неразрывности для течения вязкого сжимаемого газа, а также уравнения энергии и диффузии для компонент горючей смеси и продуктов реакции, содержащие нелинейные источники тепла и вещества. Интенсивность этих источников определяется уравнениями химической кинетики. В общую систему уравнений входят также уравнение состояния и выражения, определяющие зависимость физических констант (коэффициенты вязкости, теплопроводности, диффузии и др.) от температуры и давления, а в принципе и от состава смеси. В общем случае учету подлежат также изменение молекулярной массы в ходе реакции, отличие теплоемкости исходных реагентов от теплоемкости продуктов сгорания, потери теплоты при излучении пламени, явления диссоциации, ионизации и рекомбинации, эффекты термо- и бародиффузии и диффузионной теплопроводности, обусловленные наличием резких градиентов температуры и концентраций и др. [c.14]

Нарушение термодинамич. равновесия между жидкостью и ее паром, приводящее к И., связано, согласно кинетич. теории, с образованием на границе раздела скачка давления и темп-ры. Кроме того, при неравномерном распределении в газовой фазе темп-ры и парциальных давлений компонентов возникают, помимо обычных явлений теплопроводности и диффузии, вторичные явления термодиффузия и диффузионная теплопроводность. Однако при практич. расчетах И. этими дополнительными эффектами можно пренебрегать вследствие их незначительности и принимать (если кривизна поверхности не слишком мала), что парциальное давление пара у поверхности раздела равно давлению насыщения при темп-ре поверхности жидкости. При очень малых радиусах кривизны поверхности И. (напр., И. очень малых капелек жидкости) нужно еще учитывать влияние поверхностного натяжения жидкости, благодаря к-рому равновесное давление пара над поверхностью раздела выше давления насыщенного пара той же жидкости над плоской поверхностью. [c.167]

Приближенный характер приведенных выражений обусловлен отсутствием учета термодиффузии, диффузионной теплопроводности и т. п. Важно также, что формулой (4.1) можно [c.74]

В действительности, температурные неоднородности вызывают также возникновение диффузионного потока вещества (эффект термодиффузии), а неоднородности концентрации — возникновение кондукционного потока тепла (эффект диффузионной теплопроводности). Поэтому плотность каждого из потоков д и т, соответственно) определяется в виде суммы двух членов, из которых один пропорционален градиенту температуры, а другой— градиенту концентрации. Рассматриваемые эффекты выражены тем слабее, чем меньше концентрация примеси и чем ближе значения молекулярных весов основной среды и примеси. Во многих технически важных случаях — в особенности при не слишком больших значениях градиентов температуры и концентрации — влиянием термодиффузии и диффузионной теплопроводности можно пренебречь. [c.224]

Уравнения (3.10) и (3.11) написаны для одного компонента и единственной реакции в предположении равнодоступности всей поверхности. Для сложных смесей могут оказаться существенными процессы переноса тепла и вещества стефановским потоком, термодиффузией, диффузионной теплопроводностью. Неравнодо-стунность наружной поверхности зерен катализатора в неподвижном слое связана с тем, что основной поток газа проходит в виде струй, омывая часть наружной поверхности зерен катализатора. Вблизи точек контакта зерен образуются карманы>>, непроточные области, вихревые зоны. Тепло- и Д1ассообмен между поверхностью и потоком в проточной части и в непроточной области, вообще говоря, различен. Но при скоростях потока порядка 0,5 нм /с можно считать поверхность зерна равнодоступной, характеризуемой одним коэффициентом обмена. [c.156]

Уравнения (3.3) и (3.4) показывают обшую структуру уравнений потоков вещества и тепла, а также связь между перекрестными коэффициентами термодиффузии и диффузионной теплопроводности (равенство коэффициентов Vif = Vki в соответствие с правилом Онзаге-ра). Но термодинамическая теория не определяет ни значения параметров модели и их зависимости от условий процесса, ни перекрестные коэффициенты диффузии в многокомпонентной смеси и их связи с бинарными коэффициентами диффузии. Для газов, которые можно рассматривать как идеальные, эти сведения получим методами физической кинетики. [c.89]

Вторые члены правой части определяют стефановский поток, третьи - диффузионную теплопроводность и термодиффузию соответственно. Здесь входят средние величины скорости стефановского потока, обобщенного коэффициента термодиффузии At и коэффициентов диффузии и термодиффузии компонентов в слозшую смесь [c.115]

Следует отметить, что выражение (10. 1) для кондуктивного потока тепла упрощено. В действительности кондуктивный поток зависит ие только от температурного градиента, т. о. теплового потенциала, но и от концентрационного градиента, т. е. химического потенциала. Явления термодиффузии л диффузионной теплопроводности тесно связаны между собой. Но обычно влиянием химического потенциала пренебрегают так же, как в диффузионном потоке пренебрегают термо-диффузией. Для смесей газов с близким молекулярным весом получающаяся при этом погрешность неволика. [c.145]

Первыми двумя членами в уравнении (16-14) выражены теплота, выделяюшаяся при сгорании летучих и окиси углерода в газовом объеме третьим и четвертым—диффузионная теплопроводность за счет потоков окиси углерода и углекислоты, образующихся по реакциям (16-4), (16-6) и (16-5), и летучих от поверхности частиц в газовую среду пятым — конвективный теплообмен между частицей и газом шестым— лучистый теплообмен между газом и облучателем результирующий седьмой член лредставляет собой изменение энтальпии газа за секунду. [c.352]

Уравнения ( .13) — ( .16) получены при общепринятых допущениях о том, что плотность радиального теплового потока, обусловленного. теплопроводностью, турбулентным переносом тепла и диффузией, много больше плотности аналогичного осевого теплового потока диффузионный поток вещества в осевом направлении пренебрежи.мо мал в сравнении с конвективным потоком массы перекрестные эффекты (термодиффузия, диффузионная теплопроводность, бародиффузия) не влияют существенно на процесс и др. [c.127]