Нагреватели, коэффициент теплоотдачи

В теплообменных аппаратах со змеевиковыми нагревателями коэффициент теплоотдачи со стороны греющего теплоносителя обычно значительно превышает коэффициент теплоотдачи со стороны нагреваемой среды. Так, например, если со стороны теплоносителя а колеблется, как правило, в пределах 1000 — 5000 ккал/м ч °С, то со стороны нагреваемой среды величина Оа составляет обычно всего 100—400 ккал/м ч °С. Как известно, в водя- [c.172]

Пример 9. Требуется рассчитать коэффициент теплоотдачи глицерина 87%-ной концентрации, протекающего по трубкам трубчатого нагревателя. Глицерин нагревается паром от 20 до 100°С (средняя температура 60° С). Средняя температура стенки 120° С. Скорость течения в трубках 0,012 м/сек. Диаметр трубок нагре- [c.58]

Пример УП1-5. Порошок глинозема насыпан в цилиндр с внутренним диаметром 140 мм и высотой 560 мм высота слоя 254 мм, насыпная масса порошка 1024 кг м . Слой подвергается псевдоожижению воздухом, нагревается электрическим нагревателем, расположенным вдоль оси трубы и охлаждается у стенки водяной рубашкой. Температура слоя 24 °С, давление 9,8-10 н1м (1 ат). Рассчитать коэффициенты теплоотдачи к стенке, от поверхности нагревателя и к поверхности частиц. Дополнительные данные [c.274]

Рис. ХУП-12. Радиальное изменение коэффициента теплоотдачи от внутреннего нагревателя к слою 8

Теплоотдача в закризисной области определяется в основном конвективными токами в паровой пленке, а также теплоотдачей излучением. Доля последней составляющей особенно заметна в тех случаях, когда источник тепла или нагреватель обеспечивает постоянную плотность теплового потока независимо от уменьшения коэффициента теплоотдачи. Как уже упоминалось, для аппаратов химической технологии это условие выполняется редко. [c.235]

Так как в промышленном оборудовании обычно трудно применять метод вибрации поверхностей, предлагается альтернативный метод с использованием вибрации жидкости вблизи нагреваемой поверхности. Генераторы, возбуждающие вибрации, характеризуются широким спектром — от прерывателей потока до пьезоэлектрических преобразователей и, таким образом, покрывают интервал частот от пульсаций в 1 Гц до ультразвука в 10 Гц. Довольно много исследований посвящено изучению воздействий акустических колебаний на теплоотдачу от горизонтальных цилиндров к газам. Увеличение средних коэффициентов теплоотдачи наблюдалось только при интенсивности колебаний свыше 140 дБ, которая намного выше интенсивности, безопасной для человеческого слуха. Обычно максимальное увеличение теплоотдачи достигало 100— 200%. При наличии подходящих конструкций ультразвукового преобразователя возможно на несколько сот процентов улучшить теплоотдачу от простых нагревателей, погруженных в жидкости. Обычно преобладающим механизмом интенсификации теплообмена в данном случае становится кавитация. В качестве примера можно привести работу [12], в которой изучалось влияние ультразвуковых вибраций на теплоотдачу к воде. Описанное максимальное увеличение коэффициента теплоотдачи составляло 500%, однако в дегазированной воде было отмечено очень маленькое улучшение процесса. В общем же при конструировании систем, передающих вибрации на большие поверхности, возникают значительные трудности. [c.323]

Данные рис. III.9 показывают, что значения коэффициента теплоотдачи от нагревателя к кипящему слою не постоянны, а все время колеблются от очень малых [< 50 Вт/(м К) ] до очень больших [>1000 Вт/(м -К)] значений с частотой 2—3 раза в 1 с. [c.139]

В работе [193] был применен нагреватель, размеры нити которого были сравнимы и меньше диаметра зерен d. При d < d коэффициенты теплоотдачи оказались резко повышенными, по-видимому, вследствие большой частоты смены пакетов у такой поверхности. Значения N в последнем случае возрастают до 0,8—1,0. [c.154]

Вследствие отмеченного при использовании в качестве теплоносителя жидких металлов необходимая мощность перемешивания достигается легко при естественном перемешивании за счет правильного размещения нагревателей, тогда как шлаковые и соляные ванны при естественном перемешивании, обеспечиваемом за счет размещения нагревателей, не позволяют достигать высоких мощностей перемешивания. Последнее наряду с низкой теплопроводностью и определяет для солей и шлаков меньшие значения коэффициентов теплоотдачи, чем для металлов. По принципу естественного перемешивания чаще всего конструируются ванные печи для термической обработки. В этих печах нагреватели располагаются в нижней части ванны. [c.132]

Рис. 6.12. Коэффициент теплоотдачи конвекцией нагревателя а зависимости от скорости поперечного воздушного потока [3] при различных диаметрах нагревателя й.

Сущность метода, позволяющего приближенно определить температурное поле в кристалле при различных системах экранирования и дополнительных нагревателях заключается в следующем. В качестве первого приближения задается распределение температуры по высоте кристалла (например, по сделанным выше рекомендациям для стандартной системы экранирования). Кристалл разбивается на зоны, в пределах каждой из зон температура считается постоянной, на основании имеющихся опытных данных оценивается температура всех окружающих кристалл поверхностей и подсчитывается результирующий лучистый тепловой поток по высоте кристалла. По определенному таким образом тепловому потоку, задаваясь г о.с, определяется коэффициент теплоотдачи а с боковой поверхности кристалла. По полученному а подсчитывается распределение температуры по высоте кристалла. В результате ряда последовательных приближений добиваются совпадения первоначально принятого и полученного из расчета тепловых потоков распределений температур в кристалле. Такой метод требует подсчета угловых коэффициентов в уста- [c.166]

Можно ожидать, что формулы в табл. 5.1 расположены в порядке возрастания степени их пригодности для аппроксимации "бездефектных" температурных кривых. Тем не менее, на практике эффективность аппроксимации зависит от ряда дополнительных факторов формы импульса нагрева, интенсивности трехмерной диффузии тепла, зависимости коэффициента теплоотдачи от времени и, в особенности, от наличия отраженного излучения и остаточного нагрева после выключения оптических нагревателей. Простейшая графическая иллюстрация относится к методу логарифмической аппроксимации. В п. 4.1 было показано, что изменение температуры в адиабатической бездефектной области после воздействия импульса Дирака описывается прямой линией в координатах 1п(7 - 1п(т ), а отклонения экспериментальной функции от прямой линии могут рассматриваться в качестве сигналов от внутренних дефектов. [c.152]

Пример 12. Требуется рассчитать вертикальный трубчатый нагреватель, применяемый для подогрева воздуха в производстве кислорода из воздуха. Теплообменник обогревается насыщенным паром (р = 1 ати), конденсирующимся на наружной поверхности трубок. Расход воздуха 28 ООО кг яас начальная температура воздуха 10°С, конечная ЭС С. Необходимо определить коэффициент теплоотдачи а от стенок трубок к воздуху, прокачиваемому по трубкам. Средняя тем-10+90 [c.70]

Приведенное сравнение в практике приводит к некоторым противоречиям. Классен производил опыты по испарению жидкостей в вакуумном испарителе с применением в качестве нагревателя змеевика, обогреваемого перегретым паром. Он установил, что-коэффициент теплоотдачи при использовании перегретого пара снижается. [c.92]

На рис. 1Х-11,а приводятся значения а, определенные одновременно для наружной стенки аппарата =120 мм и внутреннего (центрального) нагревательного элемента < =12 мм при псевдоожижении воздухом слоя стеклянных шариков одинакового размера [722]. Как видно из рис. 1Х-11,а, коэффициент теплоотдачи к наружной стенке сбц ниже, чем к внутреннему нагревателю ад, приближаясь к последнему с увеличением скорости воздуха. [c.316]

На рис. 1Х-11,б приведена полученная теми же авторами зависимость отношения ав/осн от скорости воздуха. При малых расходах газа коэффициент теплоотдачи для внутреннего нагревателя значительно (в условиях опыта примерно в 4 раза) превышает величину а , а с увеличением скорости газа указанное отношение приближается к единице. [c.316]

Н. И. Гельпериным и др. [36] исследовалось влияние размеров теплообменной поверхности, положения нагревательных элементов в слое и геометрических параметров слоя (высота, диаметр) на коэффициент теплоотдачи. Опыты проводились в цилиндрических аппаратах диаметром 152 и 275 мм из органического стекла. Применялись нагреватели трех размеров диаметром 22 мм, длиной 110 и 210 мм и диаметром 30 мм, длиной 210 м.и. Исследовалось три фракции песка си средними размерами частиц 0,163 0,224 и 0,285 мм. Исходная высота слоя была равна 350 мм. [c.103]

Коэффициент теплоотдачи изменялся симбатно с изменение , расстояния h от нагревателя до решетки. Рост а с увеличением h объясняется сепарацией частиц по высоте слоя при горизонтальном расположении нагревателя. Процесс описывается критериальным уравнением (с погрешностью 10%) [c.103]

Нагреватели и холодильники. Трубное пространство. При расчете коэффициента теплоотдачи здесь необходимо определить значение критерия Рейнольдса и использовать соответствующее уравнение д 1я случая продольного течения жидкости внутри трубы. Необхо димо также принять допущение о равномерном распределении потока в трубках каждого хода. Равномерное распределение потока достигается не всегда для большей равномерности рекомендуется устанавливать решетки или направляющие лопатки. Затем необходимо пересчитать коэффициент теплоотдачи (отнести ero к наружной поверхпости), умножив на отношение внутреннего диаметра трубы к наружному. [c.209]

Сопоставляя кривые рис. VI. 11 для коэффициента теплоотдачи с кривыми рис. VI. 6 для эффективной теплопроводности X тех же самых кипящих слоев, можно видеть подобие общего характера этих зависимостей и некоторые отличия. При скоростях потока воздуха, незначительно превышающих критическую к, происходит резкое падение температуры нагревателя (при [c.450]

С дальнейшим возрастанием скорости дутья до m/ k s2 растет К и уменьшается перепад температуры вдоль слоя при одновременном возрастании А/н- Поэтому аст начинает круто падать, однако суммарный коэффициент теплоотдачи а еще возрастает. При гг/ к>2 полный перепад температур между нагревателем и холодильником начинает возрастать и величина а уменьшается. Однако максимум эффективной теплопроводности X достигается позже [c.450]

Для измерения мгновенных значений а был изготовлен специальный малоинерционный нагреватель из тонкой платиновой фольги толщиной 25 мк. Высота нагревателя составляла 12,5 жл, а по щирине ои закрывал /з окружности бакелитовой трубки диаметра 6,3 мм, заменявшей в этих опытах сплошной стальной нагреватель, использованный в опытах по измерению среднего значения а. Между фольгой и стенкой трубки был воздушный зазор толщиной 0,5 мм. Фольга располагалась на высоте 450 мм от основания трубы. Через фольгу пропускали ток и измеряли рассеянную в кипящий слой мощность. Сама фольга одновременно являлась термометром сопротивления и по падению напряжения на ее концах измерялась температура фольги. Измерявшиеся мгновенные значения падения напряжения регистрировались шлейфовым осциллографом. Благодаря очень малой тепловой инерции такого нагревателя быстрые повышения или понижения коэффициента теплоотдачи (при прохождении пакета или пузыря ) сразу же приводят к соответствующему снижению или повышению перепада температур, а, следовательно, и самой температуры фольги. По полученным осциллограммам можно было рассчитать мгновенные значения коэффициента теплоотдачи а . [c.458]

Рис. VI. 18. Сопоставление расчетных (кривая /) и экспериментальных (кривая 2) значений среднего коэффициента теплоотдачи к кипящему слою по опытам с малоинерционным и инерционным нагревателем.

Теплообменники труба в трубе используют как нагреватели, испарители и реакционные аппараты (скоростные трубчатки). Подбирая диаметр наружной трубы, в этих теплообменниках можно добиться высоких скоростей и коэффициентов теплоотдачи даже при малых расходах обоих теплоносителей. Наиболее просты по конструкции теплообменники с приварной наружной трубой (рис. 83), которые могут быть цельносварными или иметь съемные калачи для прочистки. Расстояние между горизонтальными трубами стремятся уменьшить, для чего применяют крутозагнутые отводы В многорядных змеевиках калачи иногда располагают наклонно [c.101]

Исходя из практических целей, Забродский и Михайлик провели дальнейшие исследования с нагревателями различных размеров и пакетами, составленными из нескольких одиночных нагревателей. При этом были использованы тот же экспериментальный аппарат, а также прямоугольный аппарат большего поперечного сечения. Полученные коэффициенты теплоотдачи хорошо согласуются с величинами, найденными для одиночного нагревателя в идентичных условиях. Характер потоков в аппарате прямоугольного сечения оказался более благоприятным для теплообмена, нежели в круглом цилиндрическом аггаарате. [c.645]

Заменив бакелитовый стержень на сплошной стальной нагреватель того же диаметра, имеющий большую тепловую инерцию, Миклей с сотр. определили при тех же режимах псевдоожижения (и — от 0,1 до 0,5 м/с) значение среднего коэффициента теплоотдачи а = 450 Вт/(м -К), оказавшееся близким к значению, получаемому усреднением ординат графика рис. III.9 по времени. [c.139]

Можно привести несколько прямых данных об периодическом соприкосновении плотной фазы (пакетов) с погруженной в кипящий слой поверхностью и о существенной роли этих соприкосновений в процессе внешнего теплообмена. Так, в работах Забродского с сотр. [196], как и в работах Миклея, использовался малоинерционный нагреватель и наблюдались непрерывные пульсации интенсивности его теплообмена с кипящим слоем. Одновременно вдоль поверхности нагревателя направлялся луч света. Когда вблизи последней проходил пакет и коэффициент теплоотдачи принимал максимальное значение, тогда луч света прерывался. В те же моменты, когда у поверхности появлялся пузырь, луч света проходил и регистрировался фотодиодом, расположен- [c.155]

При Q О, т. е. для практически безинерционного нагревателя, его температура [перепад 0—Т (0) ] в момент соприкосновения с пакетом мгновенно снижается до нуля, а затем начнет повышаться одновременно с температурой поверхности пакета. Тепловой поток в пакет будет оставаться постоянным q t) = = = onst, так что 0 и Т (О, I) начнут далее совместно повышаться (рис. П1.19). Для такого совсем безынерционного нагревателя подход пакета будет сообщать о себе мгновенным понижением температуры нагревателя 0 до нуля (а . оо). Последующий же рост 0 (t) исследователь может ошибочно интерпретировать как снижение коэффициента теплоотдачи, вызванное сменой пакета на пузырь. [c.157]

Как показывают простые качественные соображения [200 ] и подробный анализ решения системы (1П.39)—(П1.40) [199], подобная ошибка в интерпретации регистрируемой кривой (i) возможна и при реально использовавшихся значениях относи тельной инерционности нагревателя = С ао эффС тРн <0,1 где о = qJ Q по порядку величины близко к среднему значе нию коэффициента теплоотдачи от стенки к кипящему слою Непосредственно после прихода пакета температура нагревателя начнет сильно падать. Однако, если время соприкосновения па кета с нагревателем т будет больше некоторого характерного времени = J2ag для данного нагревателя, то спустя это время разность температур 0—станет столь малой и нагреватель станет отдавать столь малую долю выделившейся теплоты 0, что его температура начнет расти вместе с температурой пакета. [c.157]

В ряде случаев ири решении задачи теплоиро-водиости в растущем монокристалле необходимо задать иа участке кристалла у фронта кристаллизации длиной I значение коэффициента теплоотдачи с боковой поверхности 1, а вне этого участка другое значение аг-Такой случай имеет место при использовании дополнительного нагревателя длиной /, расположенного вблизи фронта кристаллизации. Одномерную задачу для рассмотренного случая сформулируем так [c.153]

Рещение системы уравнений на ЭЦВМ дает новые значения тепловых потоков в системе. Эти значения приведены на рис. 62. Для нас представляют интерес тепловые потоки от элементов кристалла. Эти тепловые потоки уменьщатся, так как температура поверхности всех элементов кристалла будет ниже. По полученным значениям тепловых потоков и новым температурам поверхности элементов кристалла определяются значения коэффициентов теплоотдачи для элементов кристалла и усредненных для всего участка. Для рассмотренного примера второе приближение дает удовлетворительное совпадение по коэффициентам теплоотдачи. Таким образом, при вытягивании кристалл диаметром 20 мм из расплава со скоростью 2,5 mmImuh при отсутствии бокового и потолочного экранов в нем будет распределение температуры, приближенно характеризуемое кривой 2 на рис. 63. По величине тепловых потоков с боковой поверхности могут быть определены радиальные градиенты температуры на наружной поверхности его. Рассмотренный выше метод позволяет определить температурное поле в кристалле, вытягиваемом при наличии дополнительного нагревателя, плавающего экрана и т. д. [c.187]

Для определения среднего приведенного коэффициента теплоотдачи применен метод полного теплового моделирования, при котором обогреваются все трубы пучка, но измерения выполняются на отдельных трубах, расположенных в середине каждого поперечного ряда, которые называются калориметрическими трубами или калориметрами. Для электронагрева труб использованы спиральные нафеватели из нихромовой проволоки. Нагреватели соединены между собой параллельно и имеют практически одинаковое электрическое сопротивление. Равенство сопротивлений обеспечивает одинаковое тепловыделение всеми трубами пучка. Питание нагревателей труб осуществляется от силовой однофазной сети переменного тока напряжением 220 В через ав-готрансформатор номинальной мощностью 12 кВт. Напряжение на выводных клеммах автотрансформа гора можно плавно регулировать в интервале 0.. .220 В и тем самым изменять электрическую мощность, подводимую к трубам пучка. [c.6]

Микли и Триллинг помещали небольшой электрический нагреватель в кипящий слой на различной высоте от решетки. Их опыты показали, что температурный градиент по высоте кипящего слоя не постоянен. Сначала разность температур между поверхностью нагревателя и кипящим слоем убывает до некоторого минимального значения в средней части слоя, затем начинает увеличиваться и на верхней границе кипящего слоя достигает примерно такого же значения, как и в начале слоя. Значит, максимальное значение коэффициента теплоотдачи получается примерно в средней части кипящего слоя. Такая неравномерность теплообмена обусловлена различиями в концентрации частиц в слое, толщине пограничной пленки и условиях движения частиц в отдельных частях кипящего слоя. [c.104]

Ве=4ги. Затем, используя полученные эквивалентный диаметр и массовую скорость, по рис. 9.11 и 9.12 находят коэффициент теплоотдачи и потери давления в межтрубном пространстве. Таким же методом рассчитываются нагреватели, засасывающие жидкость из резервуара, если в качестве греющей среды используется пар, так что температурный напор определяется, как для противотока. Если теплоноситель в трубах неизотермичен, температурный напор следует вычислять методами, которые будут рассмотрены, в гл. 10. Другие многопоточные теплообменники с трубами, несущими продольные ребра, используются для регенерации тепла каталитически очищаемых газов на нефтеперерабатывающих заводах и для генерации пара в различных системах утилизации отбросного тепла. Трубы с продольными ребрами щироко используются для изготовления погружных змеевиков и в конвективных секциях некоторых типов печей. [c.338]

Кроме упомянутой работы Миклея, Фейербенкса и Хауторна, нестационарный механизм теплообмена был подтвержден и в ряде других исследований. Так, в работах С. С. Забродского с сотрудниками [34] также использовался малоинерционный нагреватель и наблюдались непрерывные пульсации коэффициента теплообмена. Одновременно вдоль поверхности нагревателя пускался луч света. Когда у поверхности теплообмена проходил пакет и коэффициент теплоотдачи принимал максимальное значение, тогда луч света прерывался. В те же моменты, когда у поверхности появлялся пузырь и коэффициент теплоотдачи резко падал, луч света проходил и регистрировался фотодиодом, расположенным над противоположным краем нагревателя. Осциллографическая запись температуры нагревателя и показаний фотодиода подтвердила одновременность этих событий. [c.460]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология