Теплообмен между слоем и поверхностью влияние

Вопрос о влиянии скорости пара на теплообмен при конденсации на вертикальной охлаждаемой стенке впервые теоретически был исследован Нуссельтом. Задачу решали для случая ламинарного течения пленки конденсата в предположении постоянства скорости парового потока вдоль поверхности конденсации, что позволило пренебречь падением давления на поверхности и внутри слоя пленки, а также изменением касательного напряжения трения на границе раздела фаз в направлении парового потока. При выводе расчетных зависимостей Нуссельт исходил также из постоянства коэффициента трения между паром и пленкой конденсата (С/п = 0,00515) и не учитывал влияние поперечного потока массы-конденсирующегося пара на изменение касательного напряжения. В результате была получена следующая зависимость для отношения коэффициентов теплоотдачи при движущемся и неподвижном паре [c.133]

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]

На теплообмен во взвешенном слое большое влияние оказывает скорость газа, размер твердых частиц и геометрические характеристики системы. Единой теории, объясняющей влияние всех факторов на теплообмен, пока нет, но предложены отдельные теоретические модели, представляющие собой попытки объяснить механизм теплообмена между теплообменной поверхностью и слоем. Таких моделей три [10, 26] [c.89]

Изучением влияния загрязнения а теплообмен между твердой поверхностью и кипящим слоем занимались Олин и Дин [49]. [c.74]

В электролизере (см. рис. 3) анод 1 и катод 2 расположены так, что их можно рассматривать как параллельные бесконечные плоскости. Поэтому независимо от влияния процессов электролиза на температурные поля между этими поверхностями происходит теплообмен излучением сквозь слой электролита и температуры их должны быть тем более близки, чем более прозрачен расплав для инфракрасной части спектра. Сказанное подтверждает и приведенный ранее рис. 50. [c.122]

Теплообмен между жидким металлом и твердой поверхностью через турбулентный пограничный слой может быть рассмотрен точно таким же путем, как и для ламинарного пограничного слоя, когда влияние турбулентности на теплообмен пренебрежимо мало. Это означает, что зависимости, выведенные для ламинарного потока, должны быть справедливы также для турбулентного потока. [c.372]

Выше отмечалось существенное влияние температурного режима на ход химической реакции. Наиболее высокая температура в реакторах с твердой фазой будет в центральной части аппарата. Теплообмен при наличии охлаждающих стенок может осуществляться следующим образом между внутренней областью частицы (порами) и ее наружной поверхностью между наружной поверхностью катализатора и потоком газа по слою катализатора между соприкасающимися зернами через наружные охлаждаемые стенки аппарата. [c.183]

Между прочим, приводятся также многочисленные данные об отсутствии влияния высоты поверхности теплообмена /ц на коэффициент теплоотдачи [2,97,105,480,510]. На рис. IX-16 представлены результаты опытов по теплообмену между вертикальными или горизонтальными трубками двух размеров (/ =110 и 210 мм, т = 22и 30 мм) и слоем кварцевого песка d = 0,22A мм), псевдоожиженного воздухом. Экспериментальные точки, как можно видеть из рис. IX-16, для труб различной высоты или различного диаметра укладываются (в пределах погрешности эксперимента) на общие кривые [2, 97, 105]. [c.324]

Наиболее существенными факторами, влияющими на интенсивность теплообмена между поверхностью и псевдоожиженным слоем, являются скорость и физические свойства ожижающего агента, размер твердых частиц и геометрические характеристики системы. Перечисленные факторы по-разному влияют на теплообмен, причем это влияние количественно проявляется различным образом в отдельных диапазонах их изменения. Характер влияния некоторых [c.289]

Постепенное распространение огня переносится на конструкции, материалы и оборудование, находящиеся в помещении. Определяющую роль в этом процессе играют возгораемость и распространение пламени по поверхности. Пламя распространяется по поверхности сгораемого материала со скоростью нагрева еще не горящих участков поверхности. Теплообмен между фронтом горения и этими участками объединяет вышеназванные механизмы. На скорость распространения пламени в этом случае заметное влияние оказывают ориентация поверхности в пространстве, толщина и теплопроводность сгораемого материала или сгораемой облицовки конструкции, а при их малой толщине — теплопроводность нижележащего материала или подстилающего слоя. [c.73]

Еще более сложным для исследования представляется теплообмен между поверхностью и перемащиваемой суспензией, поскольку в этом случае дополнительное влияние на процесс оказывает взвешенная в жидкости дисперсная твердая фаза. Чем больше разность плотностей частиц и жидкости, тем значительнее влияние частиц, проникающих в ламинарный слой жидкости у теплообменной поверхности. От содержания дисперсной фазы зависят плотность и вязкость суспензии, а следовательно, и характер циркуляционного движения в перемешиваемом объеме. Имеется несколько работ экспериментального характера [25, 26], в которых проведено обобщение данных в виде зависимости критерия Ми от многочисленных параметров системы. В такого рода корреляционных соотношениях помимо среднего объемного содержания дисперсной твердой фазы фигурируют теплофизические свойства суспензии (вязкость, тепло- и температуропроводность), надежное вычисление которых представляет дополнительную сложность. Поэтому степень достоверности рекомендуемых расчетных соотношений для теплоотдачи к перемешиваемым суспензиям зависит от метода вычисления теплофизических свойств суспензий [9]. Обычно по мере увеличения содержания твердой фазы интенсивность теплообмена суспензии с поверхностью стенки уменьшается, что, видимо, объясняется большим влиянием увеличивающейся плотности и вязкости суспензии на интенсивность циркуляционного движения по сравнению с интенсификацией теплообмена за счет возмущающего влияния твердых частиц на пристенную жидкость. Как правило, при стремлении концентрации твердой фазы к нулевому значению величина а стремится к коэффициенту теплоотдачи при перемешивании чистой жидкости. [c.125]

Применимость уравнений пограничного слоя. Настоящая глава посвящена влиянию одновременно протекающих процессов массообмена и химических реакций на теплообмен между поверхностью обтекаемого тела и реагирующим газовым потоком. Полученные здесь уравнения могут быть использованы для больщинства газовых смесей, когда числа Рг и Ье отличны от 1 и когда наряду с массообменом происходят химические реакции, включающие горение компонентов, попадающих в газовый поток в результате массообмена, и диссоциацию нагретых компонентов газового потока. Результаты этой главы с добавлением результатов, полученных в п. 4.8, применимы к окрестности критической точки затупленного тела, а результаты п. 5.И с учетом всего, что содержится в гл. 5, применимы к случаю плоской пластины. Достоверность этих результатов, однако, зависит от того, насколько применимы уравнения пограничного слоя к рассматриваемым проблемам. [c.142]

Влияние отложений на стенках труб на теплоотдачу для газов обычно оказывается менее существенным, чем для воды, вследствие более высокого теплового сопротивления газового пограничного слоя по сравнению с сопротивлением пограничного слоя воды. Однако отложения пыли или сублимирующих материалов, таких как оера, могут значительно ухудшить теплообмен между газом и стенкой. Трубы могут загрязняться также различными твердыми отложениями, получающимися при переработке нефти, что приводит к уменьшению коэффициента теплопередачи значения коэффициентов отложений приводятся в гл. 8. Если на заводах с таким производством работа змеевиков в начале кампании характеризуется высокой теплоотдачей, то к ее концу в них появляются отложения, которые обычно удаляют механическим путем. Заниженный по сравнению с рассчитанным для чистой поверхности коэффициент теплоотдачи получается для некоторых минеральных масел, дающих на охлаждаемой поверхности отложение слоя воскообразного вещества. [c.306]

В результате многочисленных исследований теплообмена между газожидкостной смесью и теплообменной поверхностью установлено, что основное термическое сопротивление сосредоточено-в вязком пристенном слое жидкости, который не содержит газовых, пузырей. Этот слой может нести в себе мелкие частицы твердой фазы, за счет скорости осаждения которых соответствующим образом деформируется его профиль скоростей. Основное влияние на теплообмен оказывают турбулентные пульсации, проникающие [c.27]

Е. А. Капустин и автор [205], применяя обычный метод расчета излучения в замкнутом пространстве, основанный на использовании эффективного излучения, рассмотрели влияние на теплообмен наличия относительно холодного слоя газов, расположенного под слоем пламени. Как и следовало ожидать, прослойка относительно холодного газа между пламенем и поверхностью нагрева ухудшает условия теплообмена, снижая результирующий поток на поверхность нагрева. [c.310]

В этой связи следует еще указать на отмечавшуюся в работе [И] возможность проявления при некоторых условиях дополнительного механизма влияния поперечного потока вещества, заключающегося при испарении в турбулизации ламинарного пограничного подслоя или подслоя у поверхности раздела фаз и повышении уровня турбулентности в турбулентном пограничном слое или ядре потока смеси. Это влияние поперечного потока не должно вызывать в области малых и больших 1 нарушения аналогии между совместно протекающими в общем гидродинамическом поле процессами тепло- и массообмена, но может приводить к интенсификации обоих этих процессов и нарушению аналогии между ними и чистым теплообменом (не сопровождающимся поперечным переносом массы). Приведенные выше данные показывают, что поперечный поток вещества, незначительный по сравнению с основным продольным потоком газовой (парогазовой) среды даже при интенсивном испарении жидкости, может при определенных условиях оказывать существенное влияние на совместно протекающие процессы тепло-и массообмена и заметно нарушать аналогию между ними. Это не исключает, однако, того, что для других условий, часто встречающихся на практике, можно с достаточной для практических целей точностью принимать приближенно справедливой полную аналогию между указанными процессами. [c.128]

Заметим, что рассмотренный механизм и формула (IX. 6) игнорируют непосредственное влияние на теплообмен диаметра частиц псевдоожижаемого твердого материала. Кроме того, представление о монотонном нисходящем движении тонкого слоя частиц вдоль поверхности теплообмена не соответствует реальному характеру потоков в псевдоожиженном слое. В действительности частицы движутся вдоль поверхности относительно короткое время, покидают зону близ поверхности и уходят в псевдоожиженное ядро, а их место занимают новые частицы, имеющие температуру этого ядра. Перенос тепла к частицам происходит и за счет теплопроводности через пленку частиц, и вследствие контакта между частицами и поверхностью, и кондукцией в пределах отдельных частиц. При этом интенсивность процесса определяется переносом тепла частицами, перемещающимися из ядра псевдоожиженного слоя к поверхности теплообмена и обратно. Смена частиц [c.293]

Литературные данные о влиянии высоты слоя Н на теплообмен не только не согласуются между собой, но часто противоречивы. По данным одних авторов [510, 541, 741], коэффициент теплоотдачи падает с увеличением высоты слоя. В то же время приводятся данные [247, 581, 617] о том, что интенсивность теплообмена между псевдоожиженным слоем и наружной поверхностью не зависит от высоты слоя. Опыты с одиночными горизонтальными трубками [2, 97, 105, 106] и пучками вертикальных труб [114, 117] убедительно показали отсутствие сколько-нибудь заметного влияния высоты слоя на а (рис. IX-10). [c.313]

При увеличении длины свободного пробега молекул газа, т. е. понижении давления газа, или при уменьшении размера зерен коэффициент теплопроводности зернистой среды уменьшается благодаря уменьшению теплопроводности заполняющего газа в соответствии с уравнением (13). В этом случае величина %, выражаемая уравнением, не зависит от расстояния между граничными стенками, т. е. от толщины дисперсного слоя, и представляет собой коэффициент теплопроводности газа, заполняющего пустоты между зернами. Эта величина зависит от критерия Кп, который в рассматриваемом случае равен отношению средней длины свободного пробега молекул газа между столкновениями друг с другом к средней длине свободного пробега молекул газа между столкновениями с твердой поверхностью, т. е. к средней ширине пустот в дисперсной среде. Для учета влияния критерия Кп на теплообмен нужно в уравнение (29) вместо Хг подставить [c.21]

Важную роль в подогревателях играет характер движения дымовых газов в сечении радиационной зоны, так как образование холодных слоев газа между факелом и трубным экраном может существенно ослабить лучистый теплообмен. При этом влияние слоя холодных газов между факелом и тепловоспринимающей поверхностью тем больше, чем меньше степень черноты основного факела и выше температура поверхности [c.284]

Кроме того, на теплообмен также влияют геометрические характеристики слоя и теплопередающей поверхности. Данные о влиянии высоты слоя Н на теплообмен очень противоречивы. По данным одних исследований, а уменьшается с увеличением высоты слоя, а по другим— интенсивность теплообмена между псевдоожиженным слоем и поверхностью не зависит от слоя. [c.30]

Межфазный теплообмен. В этом случае существенна интенсивность теплоотдачи от газа к наружной поверхности частиц материала. Опыты показывают значительное уменьшение средних значений коэффициентов межфазной теплоотдачи а при переходе от неподвижного слоя к движущемуся, достигающее иногда целого порядка. Следует отметить, что уменьшение а происходит несмотря на появляющееся в движущемся слое вращение частиц и ослабление влияния застойных зон в местах контактов отдельных зерен, что должно было бы приводить к обратному эффекту. Обычно уменьшение ос в несколько раз объясняется (помимо общего уменьшения скорости обтекания частиц вследствие разрыхления движущегося слоя) значительной неравномерностью распределения потока сплошной фазы при прохождении движущегося слоя неравномерной порозности. При этом в местах с малой скоростью фильтрования температуры газа и мелкодисперсного материала быстро выравнивается, что вносит погрешность в вычисление среднелогарифмической температурной разности между газом и поверхностью материала, а это ведет к неточному вычислению а по результатам измерения начальной и конечной температур. Дополнительное влияние на уменьшающееся значение коэффициента [c.169]

Внешняя массо- и теплопередача. Помимо процессов диффузии и теплопередачи внутри пористой частицы, существенное влияние на макроскопическую скорость каталитической реакции может оказывать массо- и теплообмен между внешней поверхностью частицы и омывающим ее потоком. Гетерогенно-каталитический процесс всегда проводится в условиях интенсивного движения реагирующей смеси при этом в основной части ( ядре ) потока молекулярная диффузия играет пренебрежимо малую роль по сравнению с конвекцией, благодаря которой происходит выравнивание состава и температуры смеси. Y твердой поверхности скорость потока обращается, однако, в нуль поэтому вблизи поверхности Ейзренос вещества будет определяться молекулярной диффузией реагентов. В первых работах по диффузионной кинетике гетерогенных реакций, принадлежащих Нернсту [11 ], принималось, что вблизи поверхности существует слой неподвижной жидкости толщиной б и диффузия через этот слой ли- [c.102]

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]

Исследование теплообмена при кипении Ф-12, Ф-22, Ф-502 на трубах с различной геометрией оребрения [15, 29—31] показало увеличение интенсивности теплообмена по сравнению с гладкой поверхностью. Увеличение а на ребристых трубах обусловлено тем, что у основания ребер имеется локальное ухудшение смачиваемости. Здесь адсорбируются нерастворимые газы, служащие центрами парообразования в начале процесса, и задерживаются паровые зародыши при отрыве паровых пузырей от поверхности. При5< 1)о форма пузыря в процессе роста изменяется и он сплющивается между боковыми поверхностями ребер. При этом интенсивный подвод тепла осуществляется из тонкого слоя перегретой жидкости, окружающей пузырь по большей части поверхности. В связи с этим увеличивается число центров парообразования, скорость роста и частота отрыва паровых пузырей. Кроме того, на теплообмен существенное влияние оказывает гидродинамика процесса. Наличие стесненных пространств между ребрами и более интенсивного парообразования, чем у гладкой поверхности, вызывает усиление турбулентных пульсаций жидкости, особенно при Следовательно, интенсивность теплообмена [c.18]

Интересные результаты по теплообмену между поверхностью и кипящим слоем для различных мелкозернистых материалюв, как уже отмечалось, были получены В. Брэтц [И]. Им было установлено, в частности, влияние на коэффициент теплоотдачи сопротивления слоя и размера отверстий в дутьевой решетке. Кроме того, было установлено распределение температур в кипящем слое, что очень важно для определения среднего температурного напора при расчете теплообменных аппаратов. Результаты исследования были обработаны графически. Основные из чих приведены на рис. 30. [c.67]

На интенсивнос1ъ теплообмена в кипящем слое оказывает влияние поверхностное загрязнение твердых частиц, которое происходит в результате налипания на поверхность смолистых веществ, мелкой пыли, науглероживания частиц, поверхностных реакций, идущих с образованием твердых веществ, и т. п. Загрязнению частиц способствуют электростатические силы, возникающие при интенсивном трении частиц друг о друга и о стенки реактора. В результате поверхностный слой загрязненных частиц по своим физическим свойствам и структуре может очень сильно отличаться от исходного материала. Все это в какой-то степени влияет на теплообмен в кипящем слое и на теплоотдачу между кипящим слоем и теплообменником. [c.74]

Уравнение энергии пограничного слоя внешне выглядит совершенно так же, как и уравнение количества движения пограничного слоя. Однако имеется два существенных отличия. В уравнении энергии (7-5) величины и и у должны рассматриваться как известные параметры, определяемые из решений уравнений движения. Соответственно уравнение энергии пограничного слоя есть линейное уравиение относительно температуры, что с математической точки зрения значительно упрощает задачу получения решений этого уравнения, поскольку здесь применим принцип суперпозиции. Это означает, что как только некоторое число решений этого уравнения становится известно, новые решения легко получить добавлением или вычитаннем любого из известных решений. Другое отличие между двумя уравнениями связано с тем фактом, что член, соответствующий градиенту давления, не содержится в уравнении энергии. Исходя из этого, можно предположить и это будет подтверждено позже, что влияние на теплообмен изменений давления вдоль поверхности меньше, чем на такие параметры потока, как лобовое сопротивление. [c.218]

Сложные теплообменные процессы в неподвижных фильтруемых слоях подробно рассматриваются в [47, 48]. Основная трудность здесь состоит во влиянии естественной конвекции газа (жидкости) внуфи полостей между соседними частицами. Интенсивность такой конвекции часто оказывается сравнимой с интенсивностью других видов переноса теплопроводностью газа и материала частиц, вынужденной конвекцией газа и возможным излучением поверхности частиц и газовых объемов между частицами при температурах выше 600 °С. [c.256]

Известно, что однородность псевдоожижения и интенсивность перемешивания зависят от скорости ожижающего агента (см. главы IV и VI). При оценке ее влияния на качество псевдоожиженного слоя следует учесть нисходящее движение частиц около стенок аппарата, теплообменных элементов и других поверхностей. Это движение, достаточно быстрое в верхних и средних областях слоя, резко замедляется у распределительной решетки и приводит к образованию застойных зон па периферии слоя. Выше мы видели, что застойные зоны образуются также на самой распределительной решетке (между ее отверстиями). Количество и величина этих зон зависят от конструкции решетки и линейной скорости ожижаюшего агента, причем на неподвижной решетке они могут сохраняться даже при скорости уноса (см. стр. 501). [c.572]

При переходе от неподвижного слоя к псевдоонш-женному наблюдается резкое увеличение коэфф. теплоотдачи между псевдоожиженным слоем и теп-лообменной поверхностью от нескольких единиц или десятков при П. газами возрастает до нескольких сотен и даже тысяч ккал1м -час-°С. При П. капельными жидкостями возрастает в 2—4 раза в сравнении с а для жидкостей, в к-рых отсутствует псевдоожнжаемый материал. При дальнейшем увеличении скорости ожижающего агента а,, проходит через максимум, обусловленный конкурирующим влиянием роста интенсивности движения частиц (рост a ) и уменьшения их концентрации около теплообменной поверхности (рост е и падение а ). [c.202]

Специфическим для теплообмена в воздухоохладителях является влияние на конвективный коэффициент теплоотдачи ел,, выпадения влаги в виде росы и инея. Влияние выпадения росы на незначительно и заметно лишь при малом просвете между ребрами (5р — бр = 1,5 2 мм), когда из-за турбули-зирующего влияния капель и струй конденсата на поток воздуха возрастает на 5—10%. Выпадение инея приводит к повышению а, на 20—25% из-за большей шероховатости слоя инея по сравнению с металлической поверхностью. Кроме того, влияние выпадения влаги на теплообмен учитывается коэффициентом влаговыпадения ср в соответствии с уравнениями (1 —50) и (I —51). [c.50]