Перенос теплоты энергии

Суммируя, можно сказать, что внутренняя энергия (Е) и энтальпия (Я) представляют собой взаимно дополняющие друг друга функции, потому что обе они служат мерой переноса теплоты в процессе при определенных условиях Е при постоянном объеме, а Н при постоянном давлении. Как внутренняя энергия, так и энтальпия Н являются функциями состояния, поэтому, скажем, изменение Е не зависит от того, проводится ли процесс все время при постоянном объеме или же объем в конце процесса просто приводится к его первоначальному значению. Аналогично изменение энтальпии в результате реакции не зависит от того, проводится ли реакция все время при постоянном давлении или же давление в ходе реакции произвольно изменяется, но в конце приводится к своему первоначальному значению. Таким образом, выражения при постоянном объеме или при постоянном давлении применительно к функциям состояния означают всего лишь отсутствие результирующего изменения объема или давления. В этом заключается большое удобство функций состояния. [c.20]

Теплообмен в рабочей камере печей является одним из основных процессов, осуществляемых в них, и представляет собой целенаправленный процесс переноса теплоты в химико-термической печной системе материал—среда—футеровка , обусловленный специально создаваемым и возникающим при протекании термотехнологических процессов полем температур между элементами системы для изменения их внутренней энергии. За счет теплообмена обеспечиваются химические и физические превращения исходных материалов, а также протекание микробиологических и коллоидных процессов. [c.55]

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]

Теплота и работа, не являясь в общем случае функциями состояния, зависят от пути проведения процесса, и их поэтому называют функциями линии. Если в системе не меняются параметры, то в ней не протекают процессы переноса теплоты и она не производит работу. Однако такая система характеризуется определенным запасом внутренней энергии. [c.17]

Из практики известно, что энергия в форме теплоты может спонтанно переходить от горячего тела к холодному, в то время как обратный процесс, без затраты работы, практически в ограниченных рамках земли никогда не наблюдается. Р. Клаузиус в 1850 г. эти практические сведения обобщил в такую формулировку невозможно построить машину, которая, действуя посредством кругового процесса, будет переносить теплоту от холодного тела к горячему без компенсации, то есть такой процесс не может протекать самопроизвольно. Невозможен самопроизвольный переход теплоты от менее нагретого тела к более нагретому. Это одна из формулировок 2-го закона термодинамики, которая имеет вид [c.86]

Первое начало термодинамики есть закон сохранения энергии изолированной системы. Оно не выведено из каких-либо более простых положений, а является обобщением многочисленных непротиворечащих ему наблюдений. Его следует рассматривать как постулат, справедливый для любой изолированной системы. При применении первого начала к закрытым системам подразумевается, что после переноса теплоты все процессы в закрытой системе идут, как в изолированной. (Обмен энергией с окружающей средой можно считать мгновенным время в термодинамических процессах исключено.) [c.24]

По закону сохранения энергии для обратной реакции потребуется то же количество теплоты. Однако, чтобы вернуть систему в исходное состояние, нужно сообщить продуктам реакции теплоту, которую можно взять только из термостата, имеющего более высокую температуру, чем система. Для создания такого термостата следует получить теплоту из среды, при этом реакционная система вернется в исходное состояние, но в среде неминуемо произойдут изменения, связанные с переносом теплоты для нагревания термостата. [c.28]

Простейшим физическим процессом, который протекает самопроизвольно и с которым очень часто приходится иметь дело, — это процесс передачи теплоты от более горячего тела к более холодному Например, если привести в контакт два куска металла, один из которых горячий, а другой холодный, то температура обоих металлов со временем выровняется. Будем предполагать, что рассматриваемая система изолирована и теплопередача в окружающую среду отсутствует. Следовательно, часть внутренней энергии одного металла передана другому. Этот процесс теплопередачи происходит в отсутствие каких-либо внешних сил или устройств, вызывающих процесс переноса теплоты. Полная энергия системы при этом не меняется. [c.19]

Подчеркнем, что вектор плотности теплового потока q может включать все составляющие переноса теплоты, не связанные с видимым движением сплошной среды, например, теплопроводность, излучение (пренебрегая плотностью лучистой энергии), молекулярную диффузию. [c.8]

Уравнение энергии написано для жидкой фазы с учетом переноса теплоты капле не тд ько теплопровод- [c.26]

В уравнении энергии для газовой фазы учитывается перенос теплоты конвекцией, теплопроводностью, потоком молекулярной диффузии и излучением. [c.27]

Условия энергетического взаимодействия на границе раздела фаз — уравнение (1.32)—составим без учета работы поверхностных сил и переноса кинетической энергии с массой. Учтем перенос теплоты через межфазную поверхность теплопроводностью (в силу непрерывности тангенциальных составляющих скорости, т. е. выполнения условия прилипания) в связи с фазовым переходом и излучением. [c.32]

Методологической основой изучения материала курса Общая химическая технология являются основные научные методы исследования химико-технологических процессов — математическое моделирование и системный анализ, базирующиеся на закономерностях протекающих химических и фазовых превращений, явлений переноса теплоты и вещества, равновесия, сохранения энергии и массы в сложных реагирующих системах, что делает представленный материал не просто изложением сведений о процессах и явлениях химической технологии, а их исследованием и разработкой. [c.3]

Использование радиационного охлаждения позволяет существенно интенсифицировать процесс холодильной обработки мяса, так как суммарная интенсивность излучения энергии поверхностью мяса значительна. Например, при средней степени черноты поверхности полутуши 0,9 и при температуре 27°С тепловой поток составляет 415 Вт/м , а при 0°С — 286 Вт/м . Перенос теплоты излучением не связан с переносом массы и, следовательно, рн не влияет на величину усушки мяса. Впервые радиационное охлаждение было предложено проф. Н. А. Герасимовым для камер замораживания, а в дальнейшем широко применялось и для камер охлаждения. [c.129]

Основная задача химико-технологического процесса состоит в направленном (заданном) изменении макроскопических свойств участвующих в этом процессе веществ состава, агрегатного состояния, температуры, давления. Для этого на систему воздействуют подачей или отводом теплоты, внешними силовыми полями (гравитационными, центробежными и др.), перемещением под действием силы давления и т.п., что приводит к переносу субстанции-энергии, массы, импульса. Предельным состоянием системы является подвижное равновесие, которое не приводит к изменению макроскопических свойств участвующих в процессе веществ во времени и пространстве. Таким образом, равновесным называют такое состояние системы, при котором перенос субстанций отсутствует. [c.25]

Явление теплопроводности состоит в том, что перенос теплоты происходит путем непосредственного соприкосновения между микрочастицами (молекулами, атомами, электронами) - от частиц с большей энергией к частицам с меньшей энергией, т.е. процесс переноса теплоты теплопроводностью протекает по молекулярному механизму. В подвижных средах (жидкость, газ) при турбулентном режиме движения потока молекулярный механизм переноса теплоты, т. е. теплопроводность, имеет существенное значение в тонких, пограничных с твердой стенкой слоях. При ламинарном движении потока или в неподвижной жидкости теплопроводность может быть основным видом переноса теплоты. Поскольку теплопроводность-явление молекулярное, то на скорость процесса переноса теплоты теплопроводностью существенное влияние оказывают структура и свойства вещества (например, для подвижных сред - вязкость, плотность и др.). В твердых телах, например в диэлектриках, перенос энергии осуществляется фононами, в металлах - электронами. [c.263]

Явление теплового излучения-это процесс распространения энергии с помощью электромагнитных колебаний. Источником этих колебаний являются заряженные частицы - электроны и ионы, входящие в состав излучающего вещества. Твердые тела и жидкости излучают волны всех длин, т. е. дают сплошной спектр излучения. При переносе теплоты излучением тепловая энергия вначале превращается в лучистую, а затем обратно встречая на своем пути какое-либо тело, лучистая превращается в тепловую. [c.263]

Число единиц переноса N энергии (теплоты) характеризует отношение разности температур на входе в теплообменник и выходе из него для данного теплоносителя на единицу движущей силы Аг р, процесса, т.е. для охлаждаемого теплоносителя [c.354]

При фильтрации однофазного флюида есть два механизма переноса теплоты, конвективный (т.е. как поток внутренней энергии puvv вместе с движущейся жидкостью) и за счет теплопроводности (кондукщш) q , связанной с неравномерностью распределения температуры в среде. Для определения обычно используется закон Фурье [c.317]

Понятие энтропии, ее обозначение и название было введено в литературу Клаузиусом в 1865 г. Слово энтропия состоит из предлога еп — в и слова trope — превращение, что означает превращение в . ... По физическому смыслу энтропия отражает меру обесцененной энергии или количество энергии, которое может служить только для процесса переноса теплоты, которая бесполезно рассеивается при данной температуре. [c.93]

I. Перепад давления и расход энергии на прокачку теплоносителей. Поскольку число единиц переноса введено в качестве меры способности к переносу теплоты в теплообменнике, полезно ввести меру гидравлического сопротивления последнего (меру потерь на трение), а именно NVH, или число скоростны.х напоров в перепаде давления [c.26]

В ч. 2 Справочника изложены основные законы, определяющие интенсивность переноса энергии, массы и импульса. Эти аконы Затем можно использовать вместе с законами термодинамики в процессе проектирования теплообменников. В испол1,зуемой в даиноп книге терминологии под теплообменниками понимаются все тины оборудования, в котором перенос теплоты является фактором, существенным для процесса или даже контролирующим его скорость. Поэтому такие устройства, как сушилки, трубчатые реакторы и т.д., также обсуждаются детально. [c.70]

Анализ распределения температуры в теле основан на первом законе тер.чодинамики и на законе Фурье для переноса теплоты. Баланс энергии для элементарного объема несжимаемой среды, находящейся в покое, можно представить в виде [c.214]

Радиационная составляющая Оценки радиационной составляющей представляют наибольшую трудность. Излучение определяет передачу теплоты в режиме переноса теплоты частицами, и этот эффект тем заметней, чем больше размеры частиц, потому что поверхность теплообмена получает энергию излучением со всей видимой поверхности частиц. Относительно меньшее количество теплоты передается теплопроводностью от частиц к теплопередающей поверхности через короткий газовый промежуток, расположенный вблизи точки контакта [1]. Хотя частицы, используемые в высокотемпературных псевдоожиженных слоях, вероятно, должны быть сделаны нз огнеупорного материала и поэтому должны обладать низкой излучательнон способностью, эффективная излучательная способность частиц в объеме слоя, так же как и видимая на поверхности слоя, отличается от излуча-тельной способности отдельной изолированной частицы. В (10J представлещл измеренные величины излучательной способности (табл. 1), которые в 111) оценены как заниженные на 10—20%. [c.448]

С. Алгоритм Монте-Карло. Когда инженеру или проектировщику необходимо учесть зависимость от направления, поляризацию или другие осложняющие расчет обстоятельства, алгоритм Монте-Карло является, невидимому, наиболее общим для применения и достаточно легко используемым методом. Метод Монте-Карло применялся в задачах радиационного переноса теплоты в некоторых работах, обзор которых дан в [7], Это упрощенный, приспособленный для машинных расчетов метод статистических испытаний при построении хода луча. Согласно электромагнитной теории поток энергии падающей волны при взаимодействии со стенкой разделяется на доли — отраженную, поглощенную и, возможно, прошедшую, В алгоритме Монте-Карло происходит сравнение случайного числа с найденной теоретически долей, и на основании этого сравнения весь падающий поток присваивается отраженной, поглощенной или прошедшей волне. При многократном повторении вычислительной процедуры окончательный результат получается правильным для полного потока всех лучей, поглощенной, отраженной и прошедшей составляющих, В основу алгоритма Монте-Карло положено исключение ветвления н процессе процедуры иостросиия хода луча. Энергия не отражается и пропускается одновременно, а отражается или пропускается, и один результат следует за другим. Метод Монте-Карло имеет преимущество при вычислении [c.478]

О. Дифференциальные формулировки. В нерассеивающей среде с заданным распределением температуры, когда известна функция источника, уравнение переноса легко интегрируется вдоль иути и находится /, и далее, иите-грируя / по углам 0 и ф или (при необходимости) по у и Р, на.ходится плотность теплового потока. При необходимости можно провести численное интегрирование или воспользоваться, если это удается, специальными функциями типа интегральной показательной функции. Когда рассеяние становится заметным или радиационный нагрев или охлаждение приводят к изменению температуры, определяемой из общего уравнения энергии, функция источника неизвестна и решение можно получить методом итераций. Этот метод основан на оценке функции источника с использованием решения уравнения переноса для /, затем уточне)шем оценки функции источника путем интегрирования / по углу 4я и последующем повторении этих операций. Такая процедура сходится для альбедо, меньших единицы, и для среды с известным распределением температуры. Альтернативным и более удобным вариантом может служить дифференциальная формулировка. Некоторые аспекты различных дифференциальных методов кратко обсуждались. здесь, когда они использовались в классических инженерных задачах радиационного переноса теплоты через слой пористого или волокнистого изолирующего материала. [c.504]

Так как скорость химической реакции является экспоненци альной функцией температуры, то очевидно, что конверсия исход ных веществ сильно зависит от переноса теплоты от стенки реактора или к ней, а также от количества теплоты, выделяющейся в процессе реакции. Если можно пренебречь изменениями температуры вдоль радиуса трубы, подход к проблеме теплопереноса может быть достаточно простым. Возвращаясь снова к рис. 21, мы можем написать уравнение сохранения энергии для выбранного элемента. Принимаем площадь поверхности стенок, отнесенную к единице длины реактора, равной = 2AJR. Количество теплоты, отдаваемой в окружающую среду, равно [c.110]

Чанг [57], решив (2.4.15), установил, что скорость изменения составляющей Wv.x значительно выше скорости изменения параметров состояния конденсатора в нестационарном режиме.. Поэтому при моделировании паро-газо-жидкостного пространства можно воспользоваться стационарным уравнением сохранения количества движения. Сперроу [58] показал, что пренебрежение конвективной составляющей переноса энергии и инерционными силами несущественно сказывается на получении конечных решений. Поэтому для оценки влияния нестационар-ности переноса энергии рассматриваем систему (2.4.15), пренебрегая конвективной составляющей и принимая, что перенос теплоты через пленку конденсата осуществляется теплопроводностью при граничных условиях третьего рода (рис. 2.11). Решение уравнения теплопроводности для этого случая приведено в [59] в виде функции [c.57]

На основании изложенного можно сформулировать исходные положения, необходимые для математического описания процесса разрушения процесс переноса массы одномерный и стационарный исходный материал представляет собой однородную композицию веществ, входящих в его состав скорость уноса массы определяется скоростью разрушения коксового остатка за счет его химического взаимодействия с газовой средой скорость химического взаимодействия обусловлена кинетикой гетерогенных химических реакций на поверхности материала и диффузией к ней окисляющих компонент из газового потока. С химически унесенной массой кокса уносится часть инертной массы наполнителя, пропорциональная его содержанию в исходном (неразло-жившемся) материале. В процессе окисления коксового остатка участвует кислород, образующийся при испарении и последующей диссоциации окислов наполнителя. Реакционноснособные газообразные продукты разложения материала взаимодействуют с углеродом и диффундируют через газовый пограничный слой независимо от соответствующих компонент внешнего потока. На поверхности материал полностью прококсован. Все тепловые эффекты (теплоты пиролиза, гетерогенных химических реакций и т. д.) отнесены к поверхности. Режим течения газового потока турбулентный. Принимается, что имеется подобие между турбулентным переносом массы, энергии и количества движенрш, а турбулентные чпсла Ье = Рг = Зс = 1. Турбулентный пограничный слой считается замороженным, а все реакции — происходящими на поверхности. [c.103]

Перейдем к рассмотрению уравнения энергии — третьего уравнения системы (1.1). В правой его части стоит член, выражающий количество энергии, выделяющейся в элементарном объеме жидкости (<7г,). В левой части стоят расходные статьи баланса, т. е. то, на что расходуется теплота на изменение энтальпии жидкости в данной точке пространства [рСр (dT/dt)], перенос теплоты самим потоком (p pV grad Т) и на потерю теплоты вследствие внутренней теплопроводности. [c.8]

Допустим, что -молекулярный и молярный переносы теплоты в среде отсутствуют. Определим при этом допущении количество лучистой энергии 7, которое воспринимает 1 м внутренней граничной плоскости 1Еторой плиты от первой 1В течение 1 ч (т. е. удельный тепловой лоток). [c.174]

ТЕПЛООБМЁН, самопроизвольный необратимый перенос теплоты (точнее, энергии в форме теплоты) между телами или участками внутри тела с разл. т-рой. В соответствии со вторым началом термодинамики теплота переносится в направлении меньшего значения т-ры. В общем сдучае перенос теплоты может -вызываться также неоднородностью полей иных физ. величин, напр, градиентом концентраций (т. наз. диффузионный термоэффект). Т. существен во мн, процессах нагревания, охлаждения, конденсации, кипения, выпаривания, кристаллизации, плавления и оказывает значит, влияние на массообменные (абсорбция, дистилляция, ректификация, сушка и др.) и хим.. процессы. [c.526]

Конвективный перенос теплоты-перенос физ. теплоты перемещающихся нагретых жидкостей, газов, паров или их смесей, а также дисперсньк сыпучих материалов, В наиб, распространенном случае, когда существен лишь перенос внутр, энергии, а переносом мех, и потенциальных видов энергии можно пренебречь, плотность теплового потока эа счет конвективного переноса составляет [c.526]

Исходя из опыта мoлiнo сказать, что самопроизвольные процессы не идут в обратном направлении вода не течет вверх по склону. К процессам, обратным по отношению к самопроизвольным, применяется термин несамопроизвольные. Чтобы вызвать несамопроизвольное изменение, необходимо подвести к системе энергию извне. Так, нужно затратить энергию, чтобы насосом поднимать воду вверх, зарял<ать батарею или переносить теплоту от холодного резервуара к горячему, как в холодильнике. Поскольку требуемая энергия может быть получена только за счет какого-то другого самопроизвольного процесса, очевидно, что обращение самопроизвольного процесса возможно лишь при использовании энергии другого самопроизвольного процесса. [c.49]

Устойчивая работа термосвай возможна при условии, когда температура атмосферного воздуха становится ниже температуры грунта Т , при этом возникает циркуляция промежуточного теплоносителя, осуществляющего перенос теплоты. Перемещение массы вещества требует затрат механической энергии, которая получается в результате превращения в работу части теплоты, отбираемой от грунта. Наличие разности температур создает условия для осуществления прямого термодинамического цикла — работа I происходит в результате подвода теплоты д от грунта к теплоносителю и отвода теплоты да в воздух. Полученная в прямом термодинамическом цикле работа расходуется на перемещение пара в поле действия сил гравитации и преодоление сил трения, превращаясь в теплоту. Поскольку не производится внешней механической работы, общее количеЯгво теплоты, подведенной к термосвае, равно количеству теплоты, отданной в воздух. [c.252]

Первый раздел- Теоретические основы процессов химической технологии -является фундаментом, теоретической базой курса он связывает последующие разделы в единое целое. Все рассмотренные в разделе вопросы - законы сохранения, равновесия и переноса импульса, энергии (теплоты) и массы, моделирование процессов химической технологии и гидродинамическая структура потоков в химических аппаратах - являются теоретической основой типовых процессов-гидромеханических, тепловых и массообменных. В дальнейшем представляется целесообразным расширение и углуб- [c.7]

Изучение переноса импульса связано с анализом сил (внешних, внутренних), действующих на объект, рабочее тело переноса теплоты — с перемещением и подводом (отводом) тепловой энергии (иногда с изменением агрегатного состояния, с тепловьщелением) переноса вещества — с его перемещением в пределах какой-нибудь одной фазы и (или) между различными фазами. Все эти явления переноса могут быть использованы направленно — для осуществления процесса (скажем, теплоты — для нагрева объекта), а могут и сопровождать какой-либо, в том числе химический, процесс (скажем, отвод теплоты реакции или вывод одного из продуктов реакции). [c.39]

Основополагающим в тенлопереносе является понятие температуры. Согласно П закону термодинамики теплоперенос самопроизвольно (без затрат механической энергии) происходит от тела (области) с большей температурой к телу (области) с меньшей. Именно разность температур является причиной направленного переноса теплоты. Эта разность температур — температурный напор — выступает в качестве движущей силы теплопереноса. В ходе теплопереноса может происходить изменение температуры (от точки к точке, во времени и т.п.). При выравнивании температур наступает тепловое равновесие. Совокупность температур дает температурное поле с различными ( локальными) температурами в различных точках пространства. Если наблюдается изменение температур во времени, то говорят еще о мгновенных (в данный момент) температурах. В наиболее общих случаях оперируют локальными и мгновенными температурами в более простых — только локальными или только мгновенными. [c.471]