Структуры тепловые системы

Законы переноса вещества и тепла идентичны. Из-за развитой внутренней поверхности имеет место интенсивный теплообмен между обеими фазами, приводящий к гомогенизации системы. Поэтому становится вполне приемлемым использование закона Фурье q = — Я-эф grad Т, определяющего плотность теплового потока q в зависимости от градиента температуры и величины коэффициента эффективной теплопроводности зерна катализатора Хэф. Экспериментальные значения Хдф, найденные различными авторами, например [73], свидетельствуют о том, что на теплопроводность пористых зерен относительно слабо влияют теплофизические свойства твердого материала. Большое влияние оказывает теплопроводность газовой фазы. Однако решающее значение на величину зф оказывают геометрические характеристики структуры, особенно величины площадей наиболее узких мест или окрестности областей спекания, сращивания, склеивания частиц друг с другом. Для приближенной оценки величины Хэф можно рекомендовать монографию [74], в которой представлен значительный объем экспериментальных данных по дисперсным материалам. [c.157]

Коалесценция частиц дисперсной фазы приводит к изменению дисперсности системы. Устойчивость к процессам коалесценции и коагуляции в реальных нефтяных дисперсных системах различна. Для рассмотрения механизмов образования элементов дисперсной фазы в нефтяных дисперсных системах удобно рассмотреть надмолекулярные структуры в системе, а может быть и частицы дисперсной фазы, состоящие из смолисто-асфальтеновых веществ или высокомолекулярных парафиновых углеводородов, в виде жестких тел с малыми размерами, определенной формы и некоторым запасом поверхностной энергии, способствующей взаимодействию этих тел, с образованием пространственных структур наивыгоднейшей конфигурации, то есть наиболее компактных и с минимально возможным объемом. При пониженных температурах этот процесс приводит в конечном итоге к образованию упорядоченной кристаллической структуры. При повышенных температурах, вследствии дезорганизующего воздействия теплового движения, устанавливается лишь частичное равновесие сосуществующих в системе молекулярных или надмолекулярных группировок конечных размеров, имеющих сходную ориентацию. Подобные группировки в нефтяных дисперсных системах отличаются расплывчатыми границами, образованными переходным сольватным слоем. Определение размеров элементарных группировок в нефтяных дисперсных системах является достаточно сложной задачей, не решенной окончательно до последнего времени. [c.56]

В целом сложные структурные единицы нефтяных остатков находятся в динамическом равновесии со средой и изменение размеров ядер и толщины сольватной оболочки их могу г протекать по различным законам [14]. Главными факторами, определяющими возможность существования их в остатках и, соответственно, геометрические размеры, является наличие в них структурирующихся компонентов и ассоциатов, а также степень теплового воздействия. Нефтяные остатки относятся к свободнодисперсным системам, частицы которых могут независимо друг от друга перемещаться в дисперсной среде под влиянием теплового движения или гравитационньк сил. С изменением температуры в таких дисперсных системах изменяется энергия межмолекулярного взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды. Толстая прослойка дисперсионной среды между частицами снижает структурно-механическую прочность нефтяных дисперсных систем. Утоньшение сольватного слоя на поверхности ассоциатор повышает движущую силу расслоения системы на фа ы. Размеры основных зон структурной единицы при определенных температурах различны за счет того, что часть наиболее полярных компонентов сольватного слоя может переходить в дисперсную фазу (ядро), а часть в дисперсионную среду, находящуюся в молекулярном состоянии. Таким образом, по мере повышения температурь размеры радиуса ядра и толщины сольватного слоя могут проходить через экстремальные значения [14]. Ядро, состоящее из ассоциатов, при достижении максимальных размеров может распадаться на осколки, что ведет к образованию новых частиц дисперсной фазы, вокруг которых формируется сольватный слой и по мере изменения температуры для этих частиц характерны аналогичные стадии изменения размеров ядра и толщины сольватной оболочки. При высоких температурах и большой длительности нагрева внутри ядра может зародиться новая дисперсная фаза — кристаллит, представляющий собой надмолекулярную неябратимую структуру, обычно характерную для карбенов и карбоидов [14]. [c.26]

Рис. У1-8. Традиционный проектный вариант технологической структуры тепловой системы НПЗ ( —/ —аппараты).

Элемент ФХС есть отдельное явление химическое, механическое, тепловое, диффузионное, электрическое, магнитное. Связь между элементами — это причинно-следственные отношения между явлениями (эффектами). Совокупность элементов ФХС и связей между ними образует структуру ФХС. Структура ФХС имеет ряд особенностей, определяющих специфику химико-технологического процесса как сложной причинно-следственной системы. [c.31]

После синтеза оптимальной структуры теплообменной системы и определения технологических и конструкционных параметров теплообменных аппаратов, входящих в эту схему, анализируется синтезированная схема теплообменной системы. Для каждого теплообменника рассчитываются скорректированные выходные температуры потоков, обусловленные выбором стандартного аппарата с учетом коэффициента запаса поверхности. Если в результате анализа рассчитанные выходные температуры исходных потоков отличаются от заданных, следует синтезировать систему теплообменников при новых значениях тепловых нагрузок и минимально возможном сближении температур на концах аппарата. [c.82]

Рнс. У1-7. Оптимальная технологическая структура тепловой системы НПЗ (/—/7 —аппараты). [c.247]

Синтез оптимальной структуры тепловой системы в целом. Оп тимальная величина тепловой нагрузки Qт внутренней подсистемы становится известной только после определения структуры ТС в> целом. В связи с этим решение задачи синтеза оптимальной структуры ТС представляет собой итерационный процесс. Блок-схема алгоритма синтеза оптимальной ТС в целом изображена на рис. У1-5. При завершении синтеза оптимальной структуры ТС-конечные значения температур исходных потоков принимаются за постоянные, а величина тепловой нагрузки аппаратов, доли деления потоков и т. д. являются оптимизирующими или управляющими переменными. [c.243]

При проектировании оптимальной технологической схемы ТС необходимо определить структуру технологических связей между теплообменными аппаратами заданного типа, а также размеры поверхностей теплообмена для каждого аппарата разрабатываемой тепловой системы, которые обеспечивают выполнение требуемой операции рекуперативного теплообмена между исходными т горячими и п холодными технологическими потоками химического производства при минимуме некоторого КЭ системы, например, при минимальном значении приведенных затрат. [c.234]

Синтез теплообменных систем на основе термодинамических принципов проводится в несколько этапов [16]. Это определение оптимально-тепловой нагрузки системы (включая подвод и отвод тепла), синтез структуры теплообменной системы и модификация полученной системы с целью получения наиболее приемлемого варианта в соответствии с принятым критерием. Как и в большинстве методов, синтез проводится но эвристическим правилам. [c.466]

Системой называют ограниченную каким-либо образом часть физического мира, которая составляет предмет исследования. В большинстве случаев системой является образец вещества, изучаемый в лаборатории. Но система может иметь и более сложную структуру (тепловая машина, электросеть). [c.13]

В активной зоне ядерного реактора, работающего в установившемся режиме, должно существовать полное равновесие между теплом, выделяющимся в единицу времени в процессе деления (т. е. ядерной мощностью), и теплом, отводимым в единицу времени теплоносителем (т. е. тепловой мощностью). В неустановившихся режимах между выделяющимся и отводимым теплом возникает неравновесие, способствующее повышению или понижению температуры активной зоны реактора. Большая часть тепла выделяется в тепловыделяющих элементах реактора, теплоемкость (аккумуляционная способность) которых мала по сравнению с теплоемкостью всей активной зоны, включая теплоноситель и замедлитель. В связи с этим возникает опасность резкого изменения температуры тепловыделяющих элементов при резком изменении ядерной мощности. Это может привести к аварии или серьезным изменениям в структуре и системе тепловыделяющих элементов. [c.549]

При цепочечной структуре дисперсной системы с малым размером частиц напряженность локального поля уменьшается в сравнении с величиной 2На за счет тепловых флуктуаций направления магнитных осей частиц. Этот эффект учитывается так же, как и при описании магнитной восприимчивости — заменой в формуле (3.9.56) постоянного магнитного момента час- [c.666]

В общем виде релаксацией называется процесс перехода системы из неравновесного состояния в равновесное. Этот переход происходит вследствие теплового движения структурных элементов, из которых состоит данная система, и обусловлен, таким образом, термодинамическими причинами. Естественно, что все факторы, влияющие на подвижность элементов структуры рассматриваемой системы, влияют и на характер проявления ее релаксационных свойств. Температура определяет кинетическую энергию элементов структуры, а следовательно, и скорость перехода их из одного состояния в другое. Поэтому с повышением температуры увеличивается подвижность элементов структуры и скорость их перехода иа неравновесного состояния в равновесное, т. е. с ростом температуры релаксационные процессы протекают быстрее. [c.87]

Кратко рассмотрим применение графо-аналитического метода синтеза оптимальных ТС к разработке оптимальной технологической схемы ТС перед отбензинивающей колонной на НПЗ. Параметры состояния потоков для синтезируемой ТС приведены в табл. / 1-2 (X —поток охлаждающей воды). Диаграмма энтальпии для обсуждаемого примера показана на рис. У1-6. Там же изображена оптимальная технологическая схема внутренней тепловой подсистемы, полученной с помощью графо-аналитического метода синтеза ТС. Чтобы избежать излишней сложности в структуре системы, при разбиении блоков были сделаны значительные упрощения. В частности, 5м-4 и 8м-5 рассматриваются как один поток (см. рис. У1-6). [c.246]

С другой стороны, иногда удается достигнуть таких значений ах и у. при которых интенсивность внешнего воздействия на структуру полимерной системы намного превосходит влияние теплового движения, и при дальнейшем увеличении скоростей и напряжений сдвига не происходит изменений структуры. Это отвечает режимам течения с постоянной, наименьшей ньютоновской вязкостью. [c.216]

Отсутствие явных пиков на кривых ДТА (рис. 4) вплоть до 240—250° указывает на то, что в этой области температур в полимере не происходит никаких превращений, связанных с тепловыми эффектами. Эндотермические пики при 320 и 440° обусловлены деструкцией полимера. Наличие двух пиков говорит о том, что процесс деструкции ПУ проходит в два этапа. Очевидно, вначале разрушаются более слабые связи, при этом полимер частично теряет в весе. Однако одновременно возникают новые химические связи в результате превращения исходных продуктов в энергетически более выгодные структуры. Образование таких структур сопровождается экзотермическим эффектом, наблюдаемым в области температур 340—370° С (см. рис. 4). Затем, начиная с 370° С, и максимальной скоростью при 440°, полученный продукт разрушается. Экзотермический эффект, наблюдаемый при 460—500° С обусловлен, очевидно, появлением структур с системой сопряженных связей. Об этом свидетельствует, в частности остаток черного цвета, полученный после нагревания ПУ до 500° С. [c.118]

Насосы различного назначения являются необходимыми элементами тепловой системы районных и промышленных электростанций всех типов, Место насосов в тепловой системе определяется ее структурой, зависящей в основном от мощности блоков ТЭС и параметров пара [11]. [c.162]

Изложены основанные на системном анализе принципы развития теории расчета теплообменного оборудования с использованием новых функциональных классификаций на базе обобщенных структур этих расчетов и ограниченного числа специфических модулей. Описан новый подход к решению различных задач теплового расчета теплообменных объектов любой сложности на основе обобщенной системы расчета теплопередачи, связывающей в единое целое расчеты в сечении теплопередающих поверхностей произвольной формы, элементарных схемах тока сред, рядах и комплексах аппаратов. [c.2]

Конечно, отсюда отнюдь не следует, что в физиологических системах не может быть специфических механизмов, направленных исключительно на поддержание постоянства внутренней среды или на постоянство некоторых наиболее важных для системы переменных. Наоборот, такие связи можно встретить на разных уровнях организации систем. Так, на уровне целостного организма примерами таких связей могут служить механизмы аортального и каротидного рефлексов (регулирующее влияние изменений давления в области дуги аорты или каротидного синуса на сердечный выброс и тонус сосудистой системы [355]). Эти связи в определенном смысле слова являются вторичными , поскольку их функционирование не связано с непосредственным обеспечением стационарности системы — равенства независимых и зависимых темпов потоков вещества или энергии. В разд. 7.9 мы пытались показать, что результат действия этих механизмов можно трактовать как выполнение функции ограничителей в обычной задаче синтеза теории автоматического управления. Можно сказать, что и в этом случае мы сталкиваемся с двойственным характером поведения переменных в системе. Действительно, недопущение больших отклонений переменных внутренней среды, выполняющих роль пассивных регуляторов, может привести к таким нежелательным, если исходить из общих предпосылок, последствиям, как увеличение времени переходных процессов в системе, более позднее установление равенства первичных и вторичных темпов в компартментах системы и т. д. Ограничения, налагаемые деятельностью таких механизмов в сложных по структуре физиологических системах, могут даже нанести ущерб адекватному снабжению относительно маловажных органов и подсистем. Так, при стрессорных воздействиях (см., например, рис. 1.8) происходит так называемая централизация кровотока, которая может быть связана с ухудшением кровоснабжения — и, следовательно, с возможными нарушениями равенства темпов снабжения и трат вещества или энергии — ряда органов и периферических тканей организма. Аналогичные явления имеют место и при охлаждении организма, когда тепловые потоки к периферическим органам нарушаются ради сохранения постоянной температуры ядра тела. Мы не будем подробно останавливаться на этих сложных и многообразных явлениях, ограничившись только одним их аспектом, связанным с пороговым поведением переменных системы. [c.280]

Общая система уравнений материального баланса, фазового равновесия и теплового баланса для такой структуры, записанная в векторно-матричной форме, выглядит следующим образом. [c.90]

Вторая стадия. Разработка исходной структуры и определение состава технологических потоков системы генерацией исходных материальных потоковых графов (по расходам химических компонентов и по общим расходам физических потоков), теплового и параметрического потоковых графов ХТС. [c.138]

Большой объем загружаемого катализатора и, как следствие, относительно медленное изменение его активности в крупнотоннажных агрегатах позволили представить используемые для управления процессом математические модели реактора в виде совокупности уравнений процессов при постоянной активности катализатора (на участках стационарности) и уравнений изменения активности во времени. Для описания газодинамической структуры потоков в реакторах использована модель идеального вытеснения. Система уравнений материально-теплового баланса реактора для момента времени т записывается в виде [c.334]

Рис. VI-7. Оптимальная технологическая структура тепловой системы НПЗ (1—17 — анпа-раты).

В результате изменения структуры при переходе из индивидуального состояния в раствор, а также в результате происходящих при этом взаимодействий изменяются свойства системы. На это указывает, в частности, наличие тепловых (ДЯ) и объемных (Д1/) эффектов при растворении. Так, при смешении 1 л этилового спирта с 1 л воды объем образующегося раствора оказывается равным не 2 л, а 1,93 л (25° С). В данном случае уменьшение объема (на 3,5%) обусловлено в основном образованием водородных связей между гидроксильными группами спирта и воды, а также разрушением льдоподобных структур последней. [c.135]

С повышением температуры растворимость компонентов масляных фракций в полярных растворителях увеличивается и при критической температуре растворения (КТР) наступает полное растворение их в данном количестве растворителя. При растворении компонентов масляных фракций в избирательных растворителях при температурах как выше, так и ниже КТР, система находится в жидком состоянии, т. е. и в том, и в другом случае энергия межмолекулярного притяжения больше энергии теплового движения молекул. Образование однофазной системы при темле-ратурах выше КТР объясняется тем, что в этих условиях кинетическая энергия молекул достаточна для преодоления различия в энергиях межмолекулярного притяжения однотипных молекул компонентов, входящих в состав масляной фракции, и взаимного притяжения молекул самого растворителя [4]. При температурах ниже КТР т-0пловое движение молекул превышает силы притяжения молекул не всех компонентов масляной фракции, в результате чего система разделяется на две жидкие фазы. Критическая температура растворения зависит от структуры углеводородов и природы растворителя. [c.48]

ИЗС, например, оптимальных технологических схем тепловых систем (ТС) формулируется следующим образом для некоторого химического производства имеется т исходных горячих технологических потоков 5м-г (/= 1, т), которые должны быть охлаждены, и п исходных холодных технологических потоков (/ = = 1, п), которые должны быть нагреты за счет рекуперации тепла этих технологических потоков в системе, состоящей из теплообменных аппаратов заданного типа. Каждый к-ый исходный тех- нологическнй поток характеризуется следующими заданными параметрами состояния массовым расходом входной и выходной температурами теплоемкостью с . Для изменения энтальпий исходных технологических потоков при необходимости предполагается возможным вводить дополнительно в структуру тепловой системы нагреватели или холодильники, которые используют (внешние) тепло- и хладагенты. [c.143]

Показано, что попытка теории поверхностного переноса объяснить устойчивость пленок и пен, и в частности действие разрушителей пены, с учетом одной лишь деформации сдвига является неправомерной. Обоснована квазистатическая модель двухкомпонентной жидкой пленки, и в рамках этой модели получена система уравнений, определяющая поведение неоднородной пленки при обмене компонентами с окружающей средой, изменении температуры, давления и общей площади пленки. Исследованы решения этой системы для наиболее важных случаев медленных нелокальных возмущений. Показано, что гиббсовская упругость играет особо важную роль в процессах формирования двумерных жидких структур. Получена система уравнений, описывающая поведение жидких пленок при локальном испарении и конденсации компонентов, а также при локальных тепловых возмущениях. Показано, что эти уравнения законны также и для нелокальных возмущений некоторых систем пены при обмене компонентами на всей ее наружной поверхности, одиночных пузырен на поверхности массивного раствора. Рассмотрен возникающий в ходе такого обмена конвейерный механизм пере- [c.197]

Разработка оптимальных технологических схем однородных тепловых и ректификационных систем — типовых технологически узлов химических производств связана с решением следующей конкретной задачи синтеза ХТС, которая является задачей синтеза четвертого класса. При заданных типах элементов системы необходимо определить топологию технологических связей между этими элементами и выбрать такие параметры элементов, которые обеспечивают выполнение либо требуемой технологической операции теплообмена между несколькими технологическими потоками, либо технологической операции разделения многокомпонентной смеси (МКС) на заданные продукты (химические компоненты или фракции) при оптимальном значении некоторого показателя эффективности функционирования системы (например, минимум приведенных затрат). В частности, задача синтеза оптимальных технологических схем систем разделения многокомпонентных смесей (СРМС) формулируется следующим образом при заданных составе сырья, номенклатуре продуктов разделения и требованиях к их качеству необходимо выбрать оптимальные с эко -номической точки зрения типы и параметры процессов разделения (например, обычная, азеотропная или экстрактивная ректификация экстракция абсорбция и др.), а также оптимальную структуру технологических связей между этими процессами разделения. [c.142]

Рис. У1-го. Иллюстрация процесса обучения при разработке вариантов технологичесаой структуры тепловой системы в процессе синтеза [величины П(С) рассчитывались для условия дг б/4=230 С)

Полимерй представляют материалы с определенной степенью ближнего порядка, проявляющемся в образовании высокоорганизованных структур С увеличением количества и степени упорядоченности надмолекулярных образований возрастает энергия, которая должна быть затрачена на их разрушение. Поэтому при совмещении полимеров для достижения положительного теплового эффекта смешения необходимо, чтобы энергия, выделяющаяся вследствие взаимодействия разнородных молекул, превосходила энергию их собственного взаимодействия в неупорядоченном состоянии и энергию образования соответствующих кристаллических и других высокоорганизованных структур. Такие системы очень редки. Выделение тепла можно ожидать только при каких-то особенных условиях, например при смешении полимеров с функциональными группами, способными к образованию прочных межмо-лекулярных или химических связей (карбоксилсодержащие и ви-нилпиридиновые каучуки). [c.8]

Высокоэластическая деформация при сдвиге 7э всегда развивается быстрее, чем необратимая деформация течения ут- Она развивается постепенно во времени и может достигать сотен процентов. Необратимая деформация течения увеличивается во времени неограниченно. Это иллюстрирует рис. 8.2, на котором показана зависимость уэ и ут от общей деформации 7общ = Уэ + т (или времени). Состояние системы, при котором высокоэластическая деформация достигает постоянного значения, а необратимая деформация течения увеличивается во времени равномерно, называется состоянием установивш.егося течения. Ему отвечает динамическое равновесие процессов изменения структуры под влиянием деформирования и ее восстановления под действием теплового движения, а также постоянные во времени значения реологических параметров, характеризующих процесс деформирования. Если приложенные напряжения малы, то вызванные ими небольшие структурные изменения компенсируются восстановлением структуры под действием теплового движения. В этих условиях. можно считать, что структура полимерной системы отвечает ее начальному — недеформированному состоянию. [c.210]

Дано плохо управляемое вещество — изделие 85. Чтобы обеспечить хорошую управляемость, надо перейти к системе, в которой тепловое поле П действует на вещество — инструмент 63, связанное с В,. Структуры из П , В2 и В1 получили название теполей. [c.75]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология