Источники массы и тепла в потока

Весьма существенна для описанного процесса шлакообразования роль воздушного потока, проходящего через слой. Протекая через межкусковые канальцы, воздушный поток в виде отдельных разветвляющихся и сливающихся струек пробивает себе дорогу к активной зоне, в которой он вступает в реакцию с топливом. До этой зоны он является источником холода и активно способствует затвердению стекающего ему навстречу шлака, отнимая у него тепло. В этом отношении шлаковая зона и металлические колосники являются (при соответствующих схемах питания) своеобразным воздухоподогревателем, активизирующим воздух перед вступлением его в химическое взаимодействие с топливом (газообразным или твердым). Вместе с тем, струйки воздушного потока оказывают и аэродинамическое воздействие на возникающую шлаковую массу, препятствуя ее уплотнению и заставляя ее остывать и переходить в твердое состояние по периферии образовавшихся воздушных канальцев. Такая работа воздуха по сохранению газопроницаемости слоя может оказаться эффективной только при определенных свойствах шлака и горючей массы топлива, которые могут, в известной мере, характеризоваться величиной Кш, Существенно, чтобы грануляция шлака успела завершиться до того, как он [c.291]

Первое уравнение, уравнение неразрывности, выражает условие сохранения массы это скалярное уравнение связывает мгновенную скорость изменения плотности жидкости в некоторой точке поля, выраженную через полную производную В/Ох, с местной скоростью расширения или сжатия Т-У, обусловленной полем скорости. Второе уравнение, векторное, выражает равенство силы, обусловленной местным ускорением, сумме местной объемной силы, силы, обусловленной градиентом давления, и сил вязкости для ньютоновской жидкости (все силы отнесены к единице объема). Третье уравнение, скалярное, выражает закон сохранения энергии. В нем скорость возрастания температуры приравнивается сумме нескольких членов. Первый из них равен потоку энергии, переносимой теплопроводностью в единицу объема согласно закону Фурье. Второй член выражен через давление исходя из полного тензора напряжений это давление определяется приближенно из обычных термодинамических соотношений для термодинамически равновесного процесса. Поток внутренней энергии, выделенной в единице объема от любого распределенного источника, находящегося внутри жидкой среды, обозначен д ", причем величина его может зависеть от координат, температуры и т. д. Диссипативный член гф, описывающий диссипацию энергии из-за влияния вязкости, представляет собой поток энергии в единице объема, равный той части энергии потока, которая в результате диссипации превращается в тепло. Этот член приближенно равен разности между полной механической энергией, обусловленной компонентами тензора напряжений, и меньшей частью полной энергии, которая описывает термодинамически обратимые эффекты, например, возрастание потенциальной и кинетической энергии. Разность представляет собой ту часть полной энергии, которая в результате вязкой диссипации превращается в тепло. Диссипативная функция имеет следующий вид [c.33]

Выражения для безразмерных источников массы и потоков тепла таковы [c.115]

При переносе потока вещества в химическом аппарате происходит изменение его концентрации, температуры за счет химических реакций, тепло-и массопереноса. Поэтому при переходе к моделям расчета соответствующих аппаратов необходимо уравнения описывающие гидродинамическую структуру потоков, дополнить членами, учитывающими источники и стоки массы и тепла потоков (в зависимости от того, образуется или расходуется масса или энергия), т. е. учитывать соответственно диффузионные, химические, термокинетические составляющие. [c.125]

Источники массы и тепла в потоках. В аппаратах химической технологии вещество не только переносится с материальным потоком, но и претерпевает различные изменения в процессе этого переноса. [c.175]

Реактор идеального смешения. Математическое описание данного реактора можно получить из общих уравнений гидродинамики потока для случая идеального смешения (II, 14) и (11,20), если подставить в них соответствующие выражения для интенсивности источников массы и тепла. Интенсивность источников массы в этом случае равна скоростям образования реагентов. Полагая, что в процессе химического превращения число молей реагирующих веществ не изменяется, находят следующие уравнения для ключевых компонентов реакции [c.80]

Пренебрегая здесь членами, учитывающими работу массовых сил, диссипацию работы вязких сил в теплоту, влияние внешних источников тепла, влияние градиентов давления и диссипацию механической энергии межфазных потоков массы в теплоту, запишем уравнения баланса массы и энергии для двухфазной многокомпонентной дисперсной смеси в виде [c.66]

При совместном протекании химической реакции и процессов массо- и теплообмена с окружающей средой интенсивность источников вещества и тепла,в потоке определяется суммарной величиной скоростей элементарных процессов, рассмотренных выше, т. е. [c.64]

Аналогичным образом учитываются также источники тепла и массы, обусловленные изменением, агрегатного состояния части вещества потока, например вследствие испарения или конденсации, [c.64]

В моделях полей пожарный отсек делится на множество ячеек, может быть, на несколько тысяч, для каждой ячейки решается до 16 уравнений, описывающих сохранение массы и тепла одновременно с граничными условиями. Модели прогнозируют среди прочих параметров температуру, скорость газа и давление. Модели полей хороши для механизмов, которые подразумевают пространство большого или сложного объема, наличие заданных воздушных потоков и множества источников зажигания. Они требуют экспертных знаний в области динамики вычислительных флюидов и значительных вычислительных возможностей для проведения биллионов вычислений. Модели полей идеальны для решения уникальных проблем, когда ответы невозможно получить с помощью моделей зон и когда огневые испытания нереальны. [c.77]

Допустимые величины пит, входящие в приведенные выше общие соотношения, необходимо определить исходя из физических соображений. Для точечного источника тепла или диффундирующего химического компонента, т. е. ири возникновении факела от точечного источника, должно выполняться условие, заключающееся в том, что суммарный конвективный поток энергии Q и поток массы диффундирующего компонента М не изменяются в направлении течения. Для экспоненциального закона это условие, как показано в разд. 4.2, не выполняется. В таком случае уравнения пограничного слоя для точечного источника принимают следующую форму [c.366]

Рассмотрим простейший случай нагрева однофазной жидкости— нагрев идеальной жидкости (ее удельная масса не зависит от температуры и давления) в закрытом сосуде при полном перемешивании (фиг. 7.1). Предположим, что поток тепла от его источника к жидкости не зависит от температуры нагреваемой жидкости. Это условие, например, полностью выполняется, если источником тепла служит электронагреватель, сопротивление [c.221]

Феноменологические соотношения, определенные в подразделе 1.1, играют важную роль в термодинамике необратимых процессов. Общую основу макроскопического описания необратимых процессов составляет неравновесная термодинамика, которая строится как теория сплошной среды и параметры которой, в отличие от равновесной термодинамики, являются функциями пространственных координат и времени. Центральное место в неравновесной термодинамике играет уравнение баланса энтропии [10]. Это уравнение выражает тот факт, что энтропия некоторого элемента объема сплошной среды изменяется со временем за счет потока энтропии в рассматриваемый объем извне и за счет положительного источника энтропии, обусловленного необходимыми процессами внутри объема. При обратимых процессах источники энтропии отсутствуют. В этом состоит локальная формулировка второго закона термодинамики. Поэтому основной задачей в теории необратимых процессов является получение выражения для источника энтропии. Для этого необходимо использовать законы сохранения массы, количества движения и энергии в дифференциальной форме, полученные в разделе 1. В уравнения сохранения входят потоки диффузии, тепла и тензор напряжений, которые характеризуют перенос массы, энергии и импульса. Важную роль играет термодинамическое уравнение Гиббса (5.49), которое связывает скорость изменения энтропии со скоростями изменения энергии и состава смеси. Оказывается, что выражение для интенсивности источника энтропии представляет собой сумму членов, каждый из которых является произведением потока, характеризующего необратимый процесс, и величины, называемой термодинамической силой. Термодинамическая сила связана с неоднородностью системы или с отклонением параметра от его равновесного значения. Потоки, в свою очередь, в первом приближении линейно зависят от термодинамических сил в соответствии с феноменологическими соотношениями. Эти линейные законы отражают зависимость потока от всех термодинамических сил, т. е. учитывают перекрестные эффекты. Так, поток вещества зависит не только от градиента концентрации, но и от градиентов давления, температуры, электрического потенциала и т. д. Неравновесная термодинамика ограничивается в основном изучением линейных феноменологических соотношений. [c.83]

Рассмотрим теперь условия, при которых пламя локализуется у следа тела плохообтекаемой формы. Здесь необходимо различать два основных момента. Во-первых, горячие газы являются продуктами сгоревшей смеси, которые возвращаются в стабилизирующую зону рециркуляционным потоком в следе, термодинамическое состояние которого неизвестно. Во-вторых, циркулирующие горячие газы представляют собой не бесконечный тепловой источник или резервуар, а инертный (хотя и горячий) газ конечной массы, не способный самостоятельно генерировать тепло. Масса циркулирующего газа рассматривается [c.172]

Другие источники энергии. Все тела, находящиеся в космическом пространстве, вносят свою долю в энергию излучения, падающую на поверхность космического корабля. На достаточно больших расстояниях от Земли значение плотности галактического лучистого потока можно взять равным 7,14-10 Вт/м [30]. Это значение существенно меньше плотности потоков солнечного и земного излучения. Рассмотрим тело массой М. Пусть эта масса с относительной скоростью V неупруго соударяется с космическим кораблем. Согласно закону сохранения энергии кинетическая энергия тела непосредственно в момент соударения должна превращаться в тепло. Кинетическая энергия тела массой М равна [c.51]

Единственным исключением из подобной дублированной записи тепловой связи является 5-й способ передачи тепла, т. е. передача тепла с потоком жидкости. В этом случае на картах отражается только связь рассматриваемого узла с источниками притекающей массы жидкости (с узлами вверх по потоку), связь со стоками массы (вниз по потоку) не записывается. Например, пусть 1 фунт/мин воздуха каким-то образом поступает из окружающей среды (скажем, в узловую точку 304), оттуда переносится в узел 87, а затем в узел 104. Последовательность прохождения узлов оказывается следующей 304-87-104. Значение проводимости равно 0,24.60.1,0=14,4 БТЕ/(ч-°Р). Узел 87 в этом случае считается связанным с узлом 304, и на надлежащей нечетной карте колоды узла 87 будет записано число 3045,при этом цифра 5 указывает на перенос тепла с потоком жидкости. На соответствующем месте надлежащей четной карты этой колоды будет стоять 14.4. Узел 87 считается совершенно не связанным с узлом 104. Однако в колоде, описывающей уравнение узловой точки 104, будут содержаться члены 875 и 14.4 на соответственных местах нечетной и четной карт. [c.240]

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]

Тейлор первым проанализировал случайное блуждание частиц вдоль отрезка прямой. Возвращаясь опять к рис. 4.6, а, предположим, что группа из п частиц начинает двигаться в точке О, причем каждая из них совершает последовательно дискретные шаги длиной Аг/ за время t и движение частицы не зависит от перемещения других частиц. Этот процесс может моделировать, например рассеяние в направлении, нормальном к направлению потока молекул газа, которые заключены в малом объеме, внезапно помещенном в центр аэродинамической трубы. Если допустить, что рассматриваемая линия, расположенная по нормали к направлению течения х, движется вниз по потоку со скоростью 11 невозмущенного потока, то рассеяние частиц вдоль данной линии во времени будет аналогично рассеянию по нормали к направлению течения с изменением расстояния вдоль по потоку. Если рассеяние скопления частиц можно описать, то становится возможным анализ рассеяния тепла или массы от непрерывного точечного или линейного источника. [c.131]

Некоторые предположения о том, какова должна быть реакция на подобное распределение нагрева, можно получить с по-мощью моделей, аналогичных рассмотренным в предыдущем разделе [248], хотя объяснения, почему нагрев имеет это распределение, они не дают. Общая картина ветров на уровнях 850 и 200 мбар для этого времени года показана на рис. 11.2L Сравнение с представленными на рис. 11.19 результатами, которые получены по простой модели с нагревом около 120° в. д., обнаруживает много общих признаков. В частности, можно отметить восточные пассатные ветры к востоку от области нагрева,, движение в сторону полюса в самой зоне нагрева, циклоническую циркуляцию на западной периферии зоны, и наиболее яркую совпадающую деталь — западную струю, направленную в южную часть этой зоны. Зонально осредненная меридиональная циркуляция показана на рис. 1.7,6. Она обнаруживает четко выраженную ячейку Гадлея с восходящими потоками в летнем полушарии. Эти данные также можно сравнить с рис. 11.19. На рис. 11.22 представлен зональный поток массы на параллели 5° с.ш. Основная восходящая ветвь находится на долготе Индонезии, несколько менее сильная локализована над Южной Америкой. Любую из них можно сопоставить с восходящим потоком, который получен в зоне источника тепла по модельному решению, показанному на рис. 11.19, в. Особое внимание при- [c.204]

Источники массы и тепла в потоках. В аппаратах химической технологии вицество переносится с материальным потоком и претерпевают различные изменения в процессе такого переноса. При этом концентрация /-ГО вещества Х можег изменяться в каждой точке потока не только в результате его движения, ио и вследствие химических реакции п процессов массообмена. Для учета указанн1,1х явлений приведенные выше уравнения должны быть дополнены соответствующими членами, имеюи имп смысл и н т е п с п в и о с т и и с т о ч -н и к о в в е Н1 е с т в я q . В данном случае, вооби1,е говоря, необходимо принимать во внимание, что скорость материального потока V также будет изменяться [c.59]

Источники массы и тепла в потоках. В аппаратах химической технологии вещество переносится с материальным потрком и претерпевает различные изменения в процессе такого переноса. При этом концентрация 1-го вещества Х может изменяться в каждой точке потока не только в результате его движения, но и вследствие химических реакций и процессов массообмена. Для учета указанных явлений приведенные выше уравнения должны быть дополнены соответствующими членами, имеющими смысл интенсивности источников вещества qif В данном случае, вообще говоря, необходимо принимать во внимание, что скорость материального потока и -также будет изменяться из-за наличия источников вещества, поэтому уравнения (11,3), (11,5) и (11,10) примут вид , [c.62]

Реактор идеального вытеснения. Математическое описание этого реактора можно получить из общих уравнений гидродинамики потока для случая идеального вытеснения (11,15) и (11,21), если подставить в них соответствующие выражения для интенсив-ностей источников массы и тепла. Интенсивность указанных источников, как и для рассмотренного реактора идеального смешения, определяется скоростью химической реакции и теплопередачей. [c.87]

Связующее и металлы типа алюминия являются горючей основой топлива. Наличие металлических присадок в ТРТ обусловливает повышение теплопроизводительности топлива по двум причинам вследствие высоких тепловых эффектов экзотермической реакции окисления металла, а также благодаря увеличению содержания водорода в продуктах сгорания и отсутствию водяного пара в выхлопной струе, что снижает соответствующие потери энергии. Однако практическое применение металлосодержащих топлив связано с определенными проблемами, заключающимися в том, что образующиеся при расширении потока в сопле РДТТ твердые окислы металлов медленнее отдают тепло потоку (термическое запаздывание) и ускоряются не так быстро (скоростное запаздывание), как газообразные продукты сгорания, что приводит к потерям удельного импульса. Связующее представляет собой высокоэластичное вяжущее вещество, которое наполняют окислителем и частицами металлического горючего. Связующее в ТРТ выполняет несколько функций. Являясь важным источником горючей основы топлива, оно, кроме того, должно скреплять между собой дисперсные частицы окислителя и металла, образуя пластичную каучукообразную массу, способную выдерживать большие деформации, возникающие под действием термических и механических напряжений. Таким образом, связующее в значительной мере определяет ме- [c.38]

В Бразилии разработан процесс Ре1гоз1х , в котором дробленый сланец (куски размером до 15 см) подается в верхнюю часть вертикальной реторты и движется по ней вниз под действием собственной массы, проходя последовательно зоны нагрева, перегонки и охлаждения. Источником тепла служит предварительно подогретый поток циркулирующего газа, вводимый в среднюю часть реторты. Другой поток холодного циркулирующего газа вводится в низ аппарата, где нагревается за счет тепла движущегося отработанного сланца. В этом процессе путем тщательного контроля и регулирования температуры удается избежать спекания шлака, что характерно для процессов с гра-нитационной подачей сырья. Процесс Ре1го51х реализован на опытной установке, которая при переработке 2200 т/сут сланца обеспечивает производство 159 м /сут смолы, 36,5 тыс. м /сут высококалорийного газа и 17 т/сут серы. [c.110]

Время прохождения зоны удаления лака зависит не только от типа и количества лома, ио и пропорционально скорости загрузки. При больших загрузках плавающего вещества больше, слой толще. Большая толщина требует большего времени для удаления примесей, так как источником тепла в зоне удаления лака является циркулирующий расплавленный металл, проходящий под массой лома иа поверхности. Показанная иа рисунке зона 2 представляет собой часть желоба, в которой сгорают загрязнения ее длина определяется по уменьшению высоты пламени по мере движения лома по поверхности потока. Выводящее устройство 6 в первую очередь служит для задержки частей лома, из которых выгорели ие все вещества, до их попадания в зону действия насоса 5, иначе погруженные несго-Ревшие примеси могут привести к излишней потере металла и повышенному шлакообразованию. [c.39]

Здесь О — поступающее в систему тепло от внешнего источника, дж/кг — внешняя работа, приложенная к единице массы (1 кг) потока, н-м/кг. Индексы 1 и 2 обозначают условия на входе и циходе соответственно. [c.139]

Наличие сосредоточенного источника тепла — фронта пламени — приводит к заметному изменению распределения температуры и концентрации в факеле по сравнению с распределением при смещении струй инертных газов. Что касается профилей то в затопленном факеле их можно принять идентичными профилям в свободных струях [27]. Это связано с тем, что при достаточно больших значениях стехиометрического комплекса р, отвечающих горению газовоздушных смесей, фронт пламени располагается на периферии факела, где абсолютные значения скорости и плотности потока импульса малы. Поэтому вызванное горением возмущение течения в окрестности фронта (нарушение изобарности и сопутствующее ему ускорение газа) практически не сказывается на профилях ры и в расчете может не учитываться. Не будем учитывать также изменение молекулярной массы реагентов и продуктов реакции, зависимость теплоемкости от температуры и давления. Кроме того, примем, что турбулентное число Льюиса равно единице. [c.66]

При исследовании и математическом описании сушки и десорбции приходится анализировать процессы связанного тепло-и массопереноса в капиллярно-пористых телах. Экспериментальные исследования показывают, что поток влаги в капиллярно-пористом теле возникает не только из-за неоднородности влагосодержания, но и вследствие существования градиента температуры. Кроме того процесс тепло- и массопереноса в капиллярно-пористом теле в большой мере зависит от фазовы.к превращений, т. е. от соотношения процессов испарения и конденсации. Для того чтобы получить уравнения связанного тепла и массопереноса при сушке из общего уравнения переноса (1.7), необходимо соответствующим образом определить потенциалы переноса, необратимые потоки переноса и плотности источников теплоты и массы. В качестве потенциалов переноса используются количество влаги ф1 = ра и количество теплоты ф2 — = рСрГ. Поскольку рассматриваются твердые капиллярно-пористые тела, V = 0. Предполагая постоянство величин р и Ср, можно из (1.7) получить следующую пару уравнений [c.24]

Зона, ограниченная поверхностями Т, и является источником тепла в потоке газа. Тепло выделяется при 10])ении газа, протекающего через поверхность Можно предположить, что любой элемент массы газа, проходящий через поверхность Т,, сгорает полностью, а элемент, обходящий ее, остается несгоревшим. Это предположение песколько неточно, так как химическая реакция происходит и вне поверхности Г,, а в результате диффузии изменяется также состав продуктов сгорахгия и реагирующих веществ. Такое упрощопие позволяет получить рабочую модель зоны горения, которая, вероятно, не слитком сильно отличается от действительно ]<ар-тины явления. При этом поверхность или, как мы мо/кем назвать ее, фронт зо ы реакции, выполняет роль та гой 1оверхпос-ти, движение которой отиосительно газа 01 -ределяет направление скорости пламени. [c.205]

Приближенное аналитическое решение вопроса о значениях ряда величин, относящихся к элементарному акту эмиссии паровой фазы, в отличие от [5], можно получить, полагая ответственным за тепловыделение иа электродах поверхностный источник тепла. В работе [6] были получены формулы, позволяющие оценить глубину микролунки, объем и массу взрывообразно испару ющегося металла, время формирования элементарного взрыва и число их за разрядный импульс. В правые части этих формул входит плотность теплового потока и, кроме того, в некоторых из них лишь частично учитывались фазовые превращения вещества электродов. В связи с этим возникла необходимость в дальнейшем уточнении полученных формул путем последовательного учета фазовых превращений и выражения плотности теплового потока [c.108]

При сгорании металлов в кислороде выделяется значительное количество тепла, а температура в зоне горения достигает 2500—3500° С [6]. Это приводит к расплавлению или поджиганию материалов, контактирующих с горящим металлом. Вследствие этого возможны опасные вторичные явления, как например разрывы находящихся под давлением сосудов в результате местного ослабления стенок. Загорание металлов, как правило, приводит к потере конструкцией своего функционального назначения и является наиболее опасным. Для загорания металлов требуются относительно высокие энергии поджигающего импульса или интенсивные тепловые потоки. Минимальная величина энергии Етш, необходимая для поджигания металла, зависит от вида металла, размера образца и массы металла, находящейся в зоне действия источника зажигания. Более тонкие элементы поджигаются легче ( тш меньше), чем массивные. Величина Вты уменьшается с увеличением давления кислорода (рис. VIII-8). [c.331]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология