Диффузия тепла

Во-вторых, сопоставление законов гидравлического сопротивления, диффузии, тепло- и массообмена четко показывает, как при переходе от вязкого к инерционному течению постепенно изменяется структура пронизывающего зернистый слой потока, основные градиенты сосредотачиваются непосредственно у поверхности элементов слоя и последние начинают работать практически независимо друг от друга. [c.3]

Хотя для описания кинетики цепных разветвленных взрывных реакций есть различные механизмы, совершенно отличные от чисто тепловых взрывов, формально зависимости пределов воспламенения от температуры совпадают. Механизм распространения разветвленного взрыва в виде медленной волны горения должен быть связан скорее о диффузией радикалов, ведущих цепь, а не с диффузией тепла. Зельдович [54] показал, что в первом приближении можно считать, что градиенты концентрации и температуры пропорциональны друг другу. В этих условиях формальные уравнения для распространения волны будут одинаковы для обоих механизмов взрыва и совершенно независимо от цепного механизма градиенты концентрации и температур в пламени будут пропорциональны друг другу во всех точках. С физической точки зрения это вполне вероятный результат, потому что наиболее резкие перепады температур должны проявляться там, где скорость реакции наибольшая, что в свою очередь вызывает образование максимальных концентраций продуктов. [c.399]

Детерминированное описание строится на основе анализа химической и физической сущности моделируемого объекта и состоит из фундаментальных законов и закономерностей химической кинетики, термодинамики, законов сохранения массы, нергии. Оно учитывает такие явления, как диффузию, тепло-I массоперенос, гидродинамику потоков. [c.255]

Детерминированное описание (и соответственно модель) стро- ится на основе фундаментальных теоретических законов и закономерностей. Оно составляется исходя из законов термодинамики, химической кинетики, законов сохранения массы, энергии и учитывает такие явления, как диффузия, тепло- и массопередача, гидродинамика, перемешивание и т. д. [c.17]

Мейер [Л. 2-6] полагал-газ состоящим из молекул, представляющих упругие шары, а теплопроводность как передачу энергии при ударах этих упругих шаров. Он рассматривает теплопроводность газов как взаимную диффузию теплых и холодных молекул. По этой теории любое направление передачи тепла в газах считается равновероятным. [c.120]

Аналогичные течения около поверхностей, погруженных в линейно стратифицированную среду, изучали также авторы работ [35, 36, 44, 53]. В этих исследованиях термическая стратификация не изменялась с течением времени. Но в любых реальных условиях вертикальная диффузия тепла приводит, как [c.143]

Время распространения тепла на расстояние порядка длины волны —/2- Скорость диффузии тепла определяется коэффициентом температуропроводности [c.125]

Размерность а такая же, как у коэффициента диффузии и кинематической вязкости, поэтому процесс переноса тепла за счет теплопроводности можно трактовать как диффузию тепла с коэффициентом диффузии а, имея в виду, что механизмы переноса при диффузии и теплопроводности идентичны. Коэффициент теплопроводности газов увеличивается с ростом температуры. Для большинства жидкостей к уменьшается с увеличением Т. Полярные жидкости, например вода, являются исключением. Для них зависимость к Т) имеет максимум. Как и коэффициент вязкости, коэффициент теплопроводности слабо зависит от давления. [c.50]

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]

Анизотропный характер диффузии тепла в уравнении (2.12) выражен коэффициентами теплопроводности [c.29]

Определение контрастов в виде (2.27. .. 2.29) можно рассматривать как одномерную фильтрацию сигнала, поскольку они не учитывают эффекты диффузии тепла, в особенности, в поперечном направлении. В теплопроводных материалах эффекты трехмерной диффузии могут существенно изменять пространственные профили температуры и затруднять выделение слабых сигналов от малых дефектов. [c.39]

Последний пункт означает, что основным отличием многомерных задач от одномерных является возможность учитывать диффузию тепла в материале объекта контроля вокруг дефектов конечных размеров. [c.44]

Границы применимости одномерных моделей, в которых влияние диффузии тепла на величину АТ остается незначительным, рассмотрены ниже. На практике "поперечные" (трехмерные) тепловые потоки на краях дефекта сглаживают форму сигнала АТ и при определенных размерах дефекта приводят к существенному снижению его амплитуды (см. штрихпунктирную линию на рис. 3.3). [c.65]

Под реалистичными одномерными моделями понимают такие, которые учитывают все значимые параметры ТК за исключением диффузии тепла на границах дефектов в поперечном направлении. Единственными параметрами, ограничивающими применение таких моделей, описываемых формулами (2.41, 2.49, 2.50, 2.52), являются поперечные размеры дефекта в [c.77]

Другой аспект анализа диффузии тепла в поперечном направлении относится к влиянию на АГ и конфигурации дефектов при их неизменной площади, а также влиянию дефектов друг на друга. На рис. 3.24 приведены термограммы, полученные при трех моментах времени, для 50 %-го коррозионного уноса материала в стальной пластине толщиной 2 мм. Площадь поперечного сечения всех дефектов равна 25 мм (рис. 3.24, а). Форма дефектов воспроизводится наилучшим образом [c.93]

При больших временах наблюдения диффузия тепла может существенно искажать поверхностные температурные "отпечатки" скрытых дефектов. Например, в анизотропных материалах форма таких [c.95]

Условия максимальной локализован-ности и мгновенного действия гипотетического оптимального источника нагрева физически следуют из необходимости обеспечить максимальную адиабатичность элементарного объема, т.е. предотвратить объемную диффузию тепла. [c.96]

Можно показать, что Лапласиан связан с процессом диффузии тепла, описываемого уравнением [c.131]

Более общий подход к оценке коррозии был описан в работе [55]. При уменьшении размеров зон коррозии диффузия тепла в поперечных направлениях начина- [c.146]

Для учета трехмерной диффузии тепла в формулу (2.41) вводят поправочные коэффициенты, которые зависят от видимого размера зоны коррозии. [c.146]

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]

Опыт применения процедуры нормализации показал, что она дает приемлемые результаты в тех случаях, когда поверхность объекта контроля является более или менее однородной, а неоднородным является сам поток нагрева. В тех случаях, когда на контролируемой поверхности имеются области с различной поглощаю-шей способностью, на их границах возникает диффузия тепла в "поперечном" направлении, что снижает эффективность стандартной нормализации. Вышесказанное проиллюстрировано температурными профилями на рис. 5.20. Пусть на поверхности изделия, например настенной фрески, имеется зона с высокой поглощающей способностью (темного цвета), которая в конце оптического нагрева представляет собой зону повышенной температуры с достаточно четкими границами. С течением времени температурный про- [c.159]

В стальных изделиях температурные сигналы в зонах уноса материала существуют в течение значительно более длительных времен, нежели в тонких алюминиевых листах (вплоть до десятков секунд), однако с ростом толщины металла усиливается диффузия тепла, а также возникает проблема оптимального прогрева изделия по всей глубине, что требует значительной мощности нагрева. [c.346]

При нахождении характеристик основных промышленных реакторов — трубчатых, с неподвижным и с псевдоожиженным слоем зернистого материала только для аппаратов первых двух типов нужно принимать во внимание неизотермичность протекающих в них процессов. Наилучшей моделью, позволяющей описать движение потоков в указанных реакторах, является модель вытеснения с продольной и радиальной диффузией вещества и тепла. Различные частные диффузионные модели, которые могут быть применены в данном случае, разработаны и проанализированы Бишофом и Левеншпилем Они вывели также общее выражение для связи продольной и осевой диффузии вещества в трубчатых аппаратах и в реакторах с неподвижным слоем зернистого материала. Вопросы соотношения радиальной и продольной диффузии тепла в зернистом слое изучали Яги Куни и Смит . Некоторые общие вопросы указанной проблемы рассмотрены Фроментом [c.276]

Молекулы топлива и окислителя смешиваются в процбссе диффузии, тепло из зоны горения передается несгоревшей частп газа, выделяется химическая энергия, и -молекулы, обладающие большой энергией, называемые также активными центрами и промежуточными химическими соединениями (в зависимости от применяемой терминологии), передают избыток энергии от молекул, вступивших в реакцию, свежим реагентам. [c.48]

Ранее было отмечено, что Марбл и Адамсон получили конечное значение для т] и ненулевое значение для п-Они рассматривали реакцию первого порядка (О Ур), но не считали, что 1е = 1 [и поэтому были вынуждены сохранить два уравнения типа уравнения (69) вместо одного]. В конкретной системе, для которой ими были получены численные результаты (Рг = 0,91, 5с = 1), число Льюиса было больше единицы. Так как неравенство 1 означает, что коэффициент диффузии рО меньше, чем коэффициент диффузии тепла Х/ср, физически очевидно, что в случае, рассмотренном Марблом и Адамсоном, горючее диффундирует медленнее и поэтому функция Ур относительно быстрее стремится к нулю при т) —— оо. Таким образом, с физической точки зрения ясно, что выбор числа Льюиса, удовлетворяющего неравенству 1, может привести к значению т) — оо, [c.426]

Мотулевич В. П. Система уравнений ламинарного пограничного слоя с учетом химической реакции и различных видов диффузии. Тепло- и массообмен в истоке несжимаемой жидкости при гетерогенных химических реакциях. — В кн. Физическая газодинамика, теплообмен и термодинамика газов высоких температур.—М. Изд-во АН СССР, 1962. с. 159— 180. [c.221]

Ограничением обычной термодинамики является то, что она позволяет описывать только равновесные состояния и обратимые процессы. Реальные необратимые процессы составляют предмет возникшей в 30-е гг. 20 в. термодинамики необратимых процессов. Эта область Ф. х. изучает нрравно-весные макроскопич. системы, в к-рых скорость возникновения энтропии локально сохраняется постоянной (такие системы локально близки к равновесным). Она позволяет рассматривать системы с хим. р-циями и переносом массы (диффузией), тепла, электрич. зарядов и т. п. [c.93]

Согласно теориям тепла и строения вещества теперь Принято считать, что теплонраводность в аморфных твердых телах, жидкостях и газах является результатом непосредственного переноса молекулярного (или атомного) движения от молекулы к молекуле в соприкасающихся поверхностях. Этот способ теплообмена часто представляют как процесс диффузии тепла. В веществах с более сложной структурой, таких, например, как кристаллы, движения атомов превращаются в колебательные движения всего каркаса кристалла. [c.45]

Во-вторых, комбинация мощных импульсных нагревателей и компьютерных термографических систем, работающих в реальном времени, позволила исследовать тепловые процессы, которые развиваются в течение весьма коротких интервалов времени, что характерно для испытаний высокотеплопроводных металлов и тонких неметаллических покрытий. В течение коротких интервалов времени диффузия тепла не успевает сгладить температурные градиенты, возникающие в объеме контролируемого тела, поэтому качество ИК-термограмм приближается к изображениям, получаемым с помощью радиационных, ультразвуковых и других методов НК. [c.10]

Термография при вынужденной диффузии тепла (for ed diffusion thermography) Поток излучения распределенного нагревателя проектируют на объект контроля через маску решетчатой формы объект контроля перемещают в поле зрения тепловизора [c.15]

Для учета пространственной диффузии тепла автором был предложен алгоритм трехмерной фильтрации (3D filtering), сущность которого в том, что экспериментальную температурную функцию нормализуют на эталонную тем- [c.39]

Помимо параметра в ТК используют время Х[/2, когда сигнал АГ(т) достигает половины своего максимального значения АГ /2 (см. рис. 2.2,6), а также время максимума первой производной от температурного сигнала по времени . В методе раннего обнаружения (early dete tion) используют очень короткие времена динамического теплового процесса early когда сигнал АТ (т) мал, но и трехмерная диффузия тепла незначительна. [c.40]

Материал изделия. Без учета помех, оптимальными для ТК являются материалы, создающие максимальный контраст температуры. С одной стороны, тепловая энергия не проникает глубоко в слаботеплопроводные материалы, с другой стороны, в высокотеплопроводных материалах сильна диффузия тепла вокруг дефектов. Теоретические расчеты задач [c.97]

Использование ранних времен наблюдения. Термин "раннее время наблюдения" (early dete tion method) был предложен группой Д. Балажа для определения момента времени, когда температурный сигнал АТ (т) начинает превышать уровень шума (см. также пп. 1.3 и 5.2). Очевидно, что отношение сигнал/шум при этом ниже, чем в момент оптимального наблюдения, но форма скрытых дефектов воспроизводится более точно вследствие слабой объемной диффузии тепла. Кроме того, тепловое сопротивление (толщина) дефектов при ранних временах наблюдения практически не влияет на поверхностную температуру в дефектной зоне, поэтому метод раннего времени наблюдения пригоден для оценки глубины залегания дефектов [35] [c.119]

Метод раннего наблюдения, предложенный Ж. Крапе и Д. Балажа [35], предусматривает регистрацию сигнала ДГ в моменты времени х х (см. п. 4.1.2). Очевидно, что при этом отношение сигнал/шум меньше, чем при оптимальном наблюдении следовательно, данный способ применим для дефектов, создающих сигналы ДДх) достаточно большой величины (т.е. для больших или неглубоко расположенных дефектов). Его основным преимуществом является хорошее воспроизведение формы дефектов в их проекции на контролируемую поверхность вследствие относительно низкой интенсивности объемной диффузии тепла. Применительно к алюминиевым и углепластиковым самолетным конструкциям метод раннего наблюдения обеспечивает качество термо- [c.133]

Временные производные и "синтетическая" обработка данных импульсного тк. При одностороннем импульсном тк температурные сигналы над типичными дефектами на стадии охлаждения изменяются медленнее, нежели Б бездефектных зонах, из-за менее интенсивного отвода тепла в глубь изделия через дефект. Поэтому, наряду с анализом температурных функций Г(т), представляет интерес исследование временного развития первой дТ х)1дх) и второй д Т х)1д ) производной от температуры по времени. Преимущества производных как чисто математических функций очевидны, тем не менее, С. Шепард и др. сделали попытку объяснить их роль с точки зрения анализа диффузии тепла [67]. Разработанный авторами подход не является абсолютно строгим, однако он лег в основу метода синтетической обработки (syntheti pro essing) данных импульсного ТК, [c.156]

Над слаботеплопроводным дефектом, тепловой поток попадает в своего рода "ловушку" и начинает преимущественно распространяться в поперечных направления в сторону более низких "бездефектных" температур. Тогда диффузию тепла в дефектных зонах можно считать двумерной согласно уравнению [c.157]

Повышение резкости изображения. Под "резкостью изображения" будем понимать способность воспроизводить малые детали и границы перехода между зонами с различной амплитудой. В ТК поверхностные отпечатки скрытых дефектов расплываются вследствие диффузии тепла, причем этот эффект проявляется тем сильнее, чем больше глубина залегания дефектов, выше теплопроводность материала и дольше время регистрации. "Расплывшиеся" изображения хуже воспринимаются оператором и создают трудности при дефектометрии. Поскольку процесс выравнивания температуры в зоне температурных градиентов можно интерпретировать как интегрирование по пространственной координате, следует ожидать, что резкость изображений можно повысить, применяя операцию дифференцирования. Действительно, при обработке изображений часто применяют фильтры высоких частот - ФВЧ, которые избирательно пропускают сигналы с высоким градиентом, устраняя тем самым низкочастотный тренд, обусловленный неравномерным нагревом, засветками, неоднородностью материала и т.п. факторами (см. пример на рис. 5.32). Пример простого цифрового ФВЧ [c.177]

Существенное влияние на селективность процесса синтеза мономеров из углеводородов оказывают макрофакторы (диффузия, тепло). Увеличивая линейную скорость потока газа или скорость циркуляции, можно устранить в определенных условиях влияние внешней диффузии. Для предотвращения влияния внутренней диффузии носители для катализаторов подбирают с определенной струк- [c.237]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология