Распределение температур в процессе теплопередачи

Распределение температур в слое определяется коэффициентом теплопроводности зернистого слоя, а теплоперенос от слоя к наружной среде — коэффициентом теплопередачи /(. В отличие от процесса переноса теплоты в -незаполненных трубах при турбулентном режиме течения, здесь сопротивление теплопереносу из ядра потока к стенке трубы нельзя принимать сосредоточенным лишь в пограничном слое. [c.127]

На основании этих опытов для каждого отрезка можно определить а1 = кУк, т. е. отношение коэффициента теплопередачи на г-том отрезке к среднему для всего реактора коэффициенту теплопередачи для случая протекания газа при отсутствии химической реакции. После проведения опытов при протекании химической реакции и измерении только среднего коэффициента теплообмена с помощью коэффициентов щ можно определить значение ki на каждом участке. При адиабатическом процессе кривую распределения температуры можно графическим способом преобразовать в кривую распределения степени превращения ввиду связи обеи х величин. [c.181]

Распределение температур в процессе теплопередачи от пара через стенку к кипящему раствору показано на рис. У.2. [c.90]

Рис. У.2. Распределение температур в процессе теплопередачи от пара к кипящему раствору через многослойную стенку

В теплопередаче исследуются законы, связанные с переходом тепла от одних тел к другим и распределением температур, которое происходит в результате теплообмена между телами. Теплообмен является одним из основных процессов в работе печей. [c.24]

При обработке газа низкого давления для увеличения эффективности процесса теплопередачи рекомендуется применять ребристые трубки. Теплообменники, изготовленные с применением таких трубок, легче и дешевле. Во многих случаях используются геликоидальные змеевики, наваренные на ребристую поверхность, с небольшими расстояниями между витками. Обычно коэффициент теплопередачи от газовой пленки для такой поверхности находится в пределах 7,32—19,53 ккал/(м2.ч-°С). Особое внимание при эксплуатации этих теплообменников нужно уделить хорошему распределению потока поперек трубчатого змеевика и контролю температуры на кончиках ребер. [c.166]

Во всех необратимых процессах происходит выравнивание в системе давлений, температур, концентраций и других интенсивных параметров, т. е. осуществляется более равномерное распределение энергии и вещества. Эти процессы называют диссипацией энергии. Необратимые самопроизвольные процессы протекают в направлении, которое приближает систему к состоянию равновесия. Кроме того, эти процессы связаны с передачей теплоты или беспорядочным движением молекул., В сложном процессе, если хотя бы одна стадия необратима, то весь процесс в целом необратим. В реальных процессах часто такой стадией является трение (разных видов), процессы теплопередачи или массопередачи (диффузии, конвекции). [c.108]

Для лучшего понимания особенностей заполнения формы при литье под давлением реакционноспособных олигомеров необходимо исследовать влияние параметров процесса и свойств материала на скорость полимеризации. Этой цели посвящены работы Домине [47, 48]. В конце стадии заполнения формы распределение температур, определяемое только теплопередачей и протекающим химическим процессом, описывается следующими уравнениями [c.547]

Уравнение (14.4-2) описывает теплопередачу в двух направлениях, поскольку методом заливки обычно изготавливают толстые изделия. Если кинетика реакции и термодинамика процесса определены, то уравнения (14.4-1)—(14.4-3) позволяют рассчитать глубину превращения п распределение температуры в любой момент времени в процессе реакции. Таким образом, можно оценить время формования, необходимое для получения изделия с заданными свойствами. Как уже упоминалось в предыдущем разделе, глубина превращения коррелирует со средней молекулярной массой, что позволяет, используя результаты определения температурного поля, оценить свойства готового изделия, например его модуль упругости при растяжении и твердость [47]. [c.556]

Пирсон и Петри теоретически исследовали процесс экзотермического раздува неупругого расплава. В работе 118] Петри моделировал процесс раздува рукавной пленки на примере ньютоновской жидкости и полимера, находящегося в высокоэластическом состоянии. При анализе раздува рукава из ньютоновской жидкости автор использовал для расчета температурной зависимости вязкости экспериментальные данные Аста 119], определившего распределение температур. И наконец, Хан и Парк [20—22], учитывая неизотермическую природу процесса раздува рукавной пленки, использовали для его описания уравнения равновесия сил и теплопередачи, а также степенной закон течения. [c.568]

Исчерпывающая математическая модель процесса каландрования должна была бы состоять из описания гидродинамики движения расплава между валками при одновременном рассмотрении деформации валков под действием распорных усилий, описания теплопередачи в каландруемом полимере и металлических валках и описания изменений в структуре материала под действием продольной вытяжки. С учетом реологических характеристик полимера, условий питания и технологических параметров (таких, как температура и частота вращения валков, величина зазора между валками, степень перекрещивания и контризгиба валков) такая модель позволила бы рассчитать истинную картину течения в зазоре, определить изменение ширины каландруемого изделия при его прохождении через зазор, установить поперечную разнотолщинность изделия, рассчитать распределение температур в изделии и оценить влияние зтих факторов как на переход каландруемой пленки к тому или иному валку, так и на возникновение нестабильных режимов работы. [c.589]

Тепловой взрыв и условия теплопередачи. Характер теплового взрыва зависит от процесса передачи теплоты внутри вещества и от условий теплообмена на поверхности. Если это учесть, то для описания процесс а нужно использовать не уравнение теплового баланса (как в элементарной теории), а уравнение теплопроводности с распределением температур по объему реакционного пространства Изменение температуры реагирующего вещества описывается [c.265]

Начнем с рассмотрения процесса, состоящего в изменении температуры, т. е. нагревания или охлал<дения. Будем в дальнейшем считать, что температура системы задается температурой термостата, в который помещена эта система (см. 9.1, рис. й8). Для простоты рассмотрим нагревание твердого тела сферической формы. Перенесем это тело из термостата с температурой Т в термостат с более высокой температурой Т . Ясно, что прогрев тела начнется с поверхности сферы, и в первый же момент температура на поверхности станет выше, чем внутри. Самый наружный слой практически мгновенно примет температуру Т , в то время как в центре сферы его сохранится температура Т. Таким образом сразу же система перейдет в состояние с неравномерным распределением температуры. В рассматриваемом случае температура в каждый момент времени будет определенной возрастающей функцией расстояния от центра сферы. Следовательно, нагреваемое тело сразу же после помещения в термостат переходит в неравновесное состояние. Постепенно в результате процесса теплопередачи температура будет выравниваться. Строго говоря, для полного выравнивания температуры потребовалось бы бесконечно большое время. Практически же за какое-то конечное время перепад температуры от поверхности к центру сферы станет несущественно малым, и система перейдет в равновесное состояние. При этом установится тепловое равновесие между твердым телом (системой) и термостатом. [c.204]

При протекании процесса с теплообменом через поверхность теплопередачи важно определить после возмущения в объекте конечные концентрации продуктов реакции. Кроме того, необходимо установить характер распределения температуры по длине реакционной зоны, так как в ней при экзотермических реакциях вследствие возмущения возможно недопустимое повышение температуры (см. главу V). [c.91]

Неустановившийся режим рассчитывался также для трех других типов граничных условий, причем начальная температура жидкости в полости принималась равной г. Был рассмотрен случай разных температур 1 в диапазоне 4—10°С, когда температуры четырех граничных поверхностей внезапно падали до 0°С [273]. Приведены примеры развития картин течения и процесса теплопередачи. Эти же авторы [233, 234] рассчитали также переходный режим конвекции для случая, когда все четыре ограничивающие стенки полости конвективно охлаждаются за счет внешней среды, поддерживаемой при постоянной температуре, а также для случая, когда температура стенок линейно убывает во времени от значения При этом были получены распределения скоростей и нестационарные температурные характеристики для некоторых типичных граничных режимов. [c.338]

Пограничный слой, возникающий при естественной конвекции вблизи полубесконечной вертикальной пластины конечной толщины, рассматривался в работе [42]. Предполагалось, что в пластине имеются произвольным образом распределенные источники тепла, причем выделяемая ими энергия рассеивается в жидкости за счет ламинарной естественной конвекции в установившемся режиме. Используя преобразование Фурье для уравнений теплопроводности и метод разложения в ряд для уравнений пограничного слоя, авторы работы [42] построили распределения температуры и теплового потока в пластине. Проведено исследование ламинарной естественной конвекции около конического, обращенного вершиной вниз ребра [54]. При этом процесс теплопроводности в ребре считался одномерным, а для описания течения использовались приближения типа пограничного слоя, что позволило получить соответствующие профили скоростей и температур. Исследовались течение около вертикальной пластины конечной толщины при постоянном тепловом потоке на ее поверхности и условия кондуктивной теплопередачи в пластине. Геометрическая схема этого случая представлена на рис. 17.5.1, в. Условие постоянства теплового потока приводит к появлению поперечного температурного градиента при у = О, который и обусловливает развитие процесса теплопроводности внутри пластины. [c.480]

Следовательно, при проведении процесса в адиабатических условиях продольную и радикальную диффузию и теплопередачу можно не учитывать и пользоваться моделью слоя идеального вытеснения (уравнения (6) и (7)) для математического описания распределения температур и концентраций по реактору. В данном случае [c.190]

Данные о программе исследований процесса теплопередачи в аппаратах колонного типа при непосредственном контакте керосина с водой представлены в табл. 2.5. В ходе проведения опытов исследовалось распределение температуры сплошной фазы по высоте аппарата в зависимости от расхода фаз и конструктивных параметров колонного аппарата. Зависимости из- [c.130]

Процессы, в которых поля температур постоянны во времени, являются установившимися. Если же распределение температур в телах, участвующих в теплопередаче, изменяется во времени, то процесс считается неустановившимся. [c.277]

Рис. IV. 1. Распределение температур в процессе теплопередачи.

Как показывают табл. 31 и фиг. 112—116, конструктивные факторы сильно влияют на термодинамические к. п. д. систем с непрерывным теплообменом. При одних и тех же характеристиках процессов [(р оу), Qp, kt и др.] к. п. д. зависит от степени развития удельной поверхности теплообмена (Fy) и коэфициентов теплопередачи (/Соб), так как изменение произведения Коб Fy очень сильно воздействует на характер распределения температур в зоне катализа. При недостаточной интенсивности теплоотвода на 1° С разности температур, характеризуемой произведением КобРу, а также и при чрез мерном съеме тепла термодинамический к. п. д. уменьшается. Это подтверждается рядом расчетов для различных процессов. Например, при гидроочистке бензинов, содержащих 50 /о непредельных, в адиабатических условиях (т. е. когда КобРу = 0) = 0,582 (см. фиг. 108), при умеренном теплоотводе по прямотоку с Коб Ру =1000 ккал м - град- час к. п. д. повышается до 0,896 при дальнейшем же увеличении интенсивности прямоточного теплообмена до /<об/ у = 2000 и 6000 ккал град час- - к. п. д. уже довольно сильно снижается— соответственно до 0,804 и 0,746 (см. фиг. 112). Это является следствием изменения кривых распределения температур в зоне катализа в сторону уменьшения первоначального подъема температуры и значительного снижения ее к концу процесса. Повышение температуры входа в реактор, как показывают пунктирные кривые фиг. 112, приводит к перегревам в зоне реакции выше допустимого значения температуры /тах — /оп [c.341]

Опыт показывает, что основное значение в процессе теплопередачи путем теплопроводности имеет распределение температур". Вообще говоря, температура является функцией места (координат) и времени /=/(х, у, 2, т). Эта функция определяет температурное поле во времени. Соединив все точки постоянной температуры в этом поле, получим изотермы. Как известно из опыта, поток тепла всегда сопровождается перепадом температур отсюда следует, что направление теплового потока должно быть перпендикулярным к направлению изотерм. В ином случае направление теплового потока можно было бы разложить на две составляющие, одна из которых совпала бы с направлением изотермы. Это означало бы, что мы имеем поток без разности температур. [c.277]

Задача оптимизации формулируется теперь следующим образом при изменившихся значениях характеристик процесса (дозировка и активность катализатора, концентрация мономера, коэффициент теплопередачи, температура хладоагента и др.) необходимо определить оптимальную нагрузку G и оптимальное распределение температур То, Тп в реакторах каскада, чтобы обеспечить максимум выбранного критерия с учетом ограничений. При этом возможны следующие частные случаи. [c.182]

На рис. 3 приведены вычисленные распределения температуры и глубины реакции в различные моменты времени для блока сечения 20 X 10 см при СВЧ-нагреве и нагреве только за счет теплопередачи со стенок. Как видно, применение СВЧ-нагрева в рассмотренном случае позволяет сократить время процесса вулканизации более чем в 3 раза, причем перепад температуры и глубина реакции в этом случае значительно меньше, чем при стеночном нагреве. [c.158]

Ответ. Установившийся режим—это такой режим, при котором интенсивность тепловыделений в вязкой жидкости равна интенсивности отвода тепла через ограничивающую систему поверхности. Длина системы достаточна для того, чтобы распределение температур и профиль скоростей не зависели от продольной координаты. Поэтому тепловыми процессами в области выхода молено пренебречь. В таком идеализированном режиме теплопередача в осевом направлении отсутствует, поскольку продольный градиент температур равен нулю. Теплообмен между корпусом и движущейся жидкостью имеет место. При этом тепло передается только за счет теплопроводности. В области неустановившегося температурного режима (область входа) распределение температур и скоростей зависит не только от радиальной, но и от продольной координаты. До настоящего времени не получено решения дифференциальных уравнений, описывающих поведение материала в этой области. [c.101]

Многие твердые и жидкие полимеры почти полностью непроницаемы для инфракрасного излучения, поэтому падающая энергия поглощается телом и превращается в тепло на его поверхности. Однако некоторое количество тепла все же сразу расходуется в окружающую среду посредством конвекции и излучения. Поглощенное тепло распространяется внутрь тела благодаря процессу кондуктивной теплопередачи. Распределение температуры в теле, нагреваемом лучистой энергией, зависит не только от теплового потока, но также и от теплопроводности вещества и конвективных тепловых потерь с поверх ности. [c.222]

Для задач, в которых скорость подвода тепла Q либо задана, либо является единственной неизвестной величиной, уравнение (14.4) может быть использовано непосредственно. При обсуждении же задач, где требуется найти Q как функцию локального коэффициента теплопередачи и локальных разностей температур, удобнее записывать уравнение (14.4) для бесконечно малого объема системы, т. е. представлять его в дифференциальной форме. Интегрирование уравнения дифференциального баланса энергии по пространству, заключенному между сечениями I и II, позволяет получить некоторую информацию о распределении температуры в направлении потока. Процедура интегрирования рассмотрена в примере 14-2. В то время как тепло подводится к системе обычно через поверхности, имеющие сравнительно большую протяженность в пространстве, процесс совершения работы, как правило, происходит на весьма ограниченных участках системы. В связи с этим принято считать, что работа совершается в некотором фиксированном поперечном сечении потока. [c.403]

Итоги процесса переработки сланца в камерных печах, выход и состав продуктов разложения зависят, в конечном счете, от температурного режима в слое топлива. Между тем, распределение температуры, условия теплопередачи и сама методика измерения температуры в движущемся по камере слое изучецы до сих пор недостаточно. [c.11]

Эффективность работы окислительной колонны, являющейся барботажным аппаратом, зависит от расхода воздуха и температуры процесса. В настоящее время нет единых рекомендаций относительно нагрузок по воздуху барботажных аппаратов. Так, в работе [77] указывается, что оптимальный тепло- и массо-обмен происходит при нагрузках по газу от 0,03 до 0,10 м/с, а в работе [78] описываются процессы со скоростью газа на пустое сечение до 1 м/с и выше и отмечается, что при скорости газа более 0,05 м/с квазиламинарное течение пузырьков переходит в турбулентное, при котором удельная поверхность фаз меньше, но коэффициенты теплопередачи выше и нет необходимости в распределении газа. [c.58]

Коксовая камера представляет собой реактор периодического действия и потому температура угольной загрузки изменяется во времени. В связи с этим разность температур между греющим газом в обогревательном канале и угольной шихты —ty также изменяется во времени. Сразу после загрузки камеры шихтой /у мала, следовательно, значение М велико и поэтому в единицу времени в холодную шихту поступает большое количество теплоты и уголь у стенок камеры начинает коксоваться. Однако средние слои шихты остаются холодными. По мере увеличения у уменьшается количество теплоты, передаваемой в единицу времени, но постепенно повышается температура по сечению камеры. На рис. 15,а показаны изохроны (линии постоянного времени) распределения температур по п]ирине загрузки камеры. Если рассматривать состояние материала в камере во время периода коксования, то видно (рис. 15, б), что у стенок находится слой образовавшегося кокса далее ПО мере снижения температуры от стенок к оси камеры располагаются слой полукокса, затем угля, находящегося в пластическом состоянии, и, наконец, в центре камеры неизмененная шихта. С течением времени температура по сечению выравнивается, слои перемещаются к оси камеры и постепенно угольная загрузка прококсовывается. Таким образом, благодаря изменению во времени величины Л/ количество теплоты, передаваемой от греющего газа к углю, значительно изменяется в течение периода коксования, и это необходимо учитывать при определении продолжительности коксования. Если рассматривать теплопередачу как теплопередачу через плиту, то этот процесс в упрощенном виде описывается уравнением [c.42]

Это тепло, выделяющееся на поверхности раздела, частично отводится через охлаждаемый цилиндр, а частично уходит в твердую пробку. В результате распределение температуры в пробке имеет максимум на поверхности раздела (цилиндр — пробка). Если пре небречь выделением тепла на других поверхностях, то задача сводится к анализу процесса теплопередачи в одном направлении и решается методами, рассмотренными в разд. 9.3. Так как мощность источника тепла меняется вдоль оси, то необходимо использовать численные методы решения. Это было сделано Тадмором и Бройером [18 ]. Полученные результаты свидетельствуют о том, что температура пробки у поверхности цилиндра возрастает экспоненциально. Ясно, что как только будет достигнута температура плавления полимера, вынужденное движение по механизму сухого трения перейдет в вынужденное течение по механизму вязкого трения [14]. Полученное решение задачи о неизотермическом движении пробки полимера объясняет необходимость эффективного охлаждения цилиндра в зоне питания для достижения высокого давления. [c.437]

Вычисление полной энергии, затрачиваемой в процессе, и составление теплового баланса основано на первом законе термодинамики. Основной задачей, решаемой при рассмотрении теплопередачи, является расчет температурных полей для различных моментов времени и точек внутри системы. Распределение температур в массе резиновой смеси зависит от условий теплоотдачи на граничных поверхностях, характера теплопроводности, теплофпзи-ческих свойств материала, наличия и интенсивности тепловыделения внутри самой системы (распределенных тепловых источников при автогенных процессах). [c.138]

Большинство процессов гидрирования органических соединений осложнено протеканием побочных реакций, и для обеспечения достаточно высокого выхода целевого продукта необходимо поддерживать в зоне реакции определенный температурный режим. В промышленных условиях выполнение этого требования затруднено, так как процессы гидрирования сопровождаются значительным выделением тепла. Наиболее просто отвод тепла реакции осуществляется при жидкофазном гидрировании, что в основном и предопределило его широкое распространение в промышленности. Однако при этом способе гидрирования приходится поддерживать в зоне реакции высокие давления, что усложняет и удорожает аппаратуру. Поэтому предпочтительным является газопарофазпое каталитическое гидрирование- при атмосферном давлении, но этот процесс нельзя осуществлять в простых колоннах и емкостных реакторах из-за значительного ухудшения условий теплопередачи. Применяемые же трубчатые аппараты довольно сложны по конструкции и не обеспечивают оптимального распределения температур в зоне реакции [c.42]

Рассмотрим пластинку, которая равномерно охлаждается с обеих поверхностей. Так как процесс охлаждения протекает совершенно аналогично относительно плоскости симметрии пластины, тепловой поток в ней полностью отсутствует. Поэтому плоскость симметрий такой пластины может рассматриваться как адиабатическая поверхность. Следовательно, рассматриваемая задача эквивалентна задаче теплопередачи в пластине, имеющей вдвое ббльшую толщину, на обеих поверхностях которой происходит конвективный отвод тепла. Распределение температур [c.328]

Для расчета распределения температур- в листах или пленках в процессе сварки применяются выводы рассмотренной б главе 8 теории нестационарной теплоттроводности. При этом предполагается, что коэффициент температуропроводности материала постоянен. В настоящем выводе также не учитывается некоторое сопротивление теплопередаче от плит пресса к свариваемой пленке, начальная температура которой принимается постоянной во всех точках и обозначается через Г,- [c.392]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология