Коэффициент распределения тепловых потоков

Влияние неравномерности распределения скоростей потока по сечению на эффективность работы аппаратов обусловлено тем, что коэффициенты эффективности (коэффициенты тепло- и массопередачи, очистки и т. п.) находятся не в прямой пропорциональной зависимости от скорости протекания рабочей с )еды. Следовательно, при неравномерном поле скоростей, когда каждому элементу поперечного сечения аппарата соответствует некоторое локальное значение коэффициента эффективности, средний (истинный) коэффициент эффективности аппарата будет отличаться от коэффициента эффективности при равномерном поле скоростей. [c.56]

Результаты расчета [9] показывают, что двухфазная модель (28) достаточно полно описывает динамику переходных процессов в неподвижном слое катализатора. Влияние неравномерности распределения потока на перенос тепла и вещества учитывается конвекцией, коэффициентами межфазного тепло- и массообмена, эффективной теплопроводностью и диффузией, являющимися функциями от скорости фильтрации [10]. [c.87]

Тепловые эффекты в пограничном слое должны быть хорошо описаны этой моделью, если не рассматривается непосредственное окружение щелей. С другой стороны, это отрицает тот факт, что -в данном устройстве на гидродинамический пограничный слой будет также влиять продувание жидкости через щели. Было показано, однако, в предыдущих разделах, что локальные изменения в поле потока оказывают только вторичный эффект на процесс переноса тепла. Математически выбор пашей модели означает, что уравнение для скоростного пограничного слоя при постоянных свойствах является таким же, как и на твердой стенке, и что распределение стоков и источников тепла задано дополнительно к уравнению энергии пограничного, слоя. Последнее уравнение является линейным для случая постоянных свойств газа. Это означает, что решение уравнения энергии может быть получено путем наложения двух решений, одно из которых учитывает сосредоточенные стоки тепла только как пограничное условие, в то время как другое решение получено для распределенных источников или стоков. Это последнее решение будет идентично с теми, которые были получены прежде на твердых поверхностях для соответствующего распределения теплового потока. Поэтому перенос тепла будет описан коэффициентами теплообмена ао на твердой поверхности, а тепловой поток от стенки найдем из Следующего соотношения [c.381]

Довольно часто значительный интерес в приложениях может представлять взаимодействие между двумя течениями по обеим сторонам тонкой стенки. Такого рода сопряженный теплообмен в системе жидкость — жидкость рассматривался в работах [86, 87] для случая естественной конвекции на одной стороне стенки и вынужденной конвекции — на другой. Оба течения связывались между собой посредством условий непрерывности температур и тепловых потоков на стенке, что приводило к существенному усложнению получаемых численных рещений. Описываемый случай представляет собой взаимодействие двух процессов конвекции с различными пространственными распределениями коэффициентов теплоотдачи конвекцией на обеих поверхностях тонкой стенки. При переносе тепла конвекцией и теплопроводностью граничное условие для температуры на поверхности раздела также является результатом взаимодействия на поверхности раздела распределенных процессов в обеих областях. Это обстоятельство существенно усложняет анализ вследствие эллиптического характера механизмов переноса энергии теплопроводностью. Был проведен ряд исследований такого взаимодействия между вынужденной конвекцией в каналах и теплопроводностью стенок (см. обзорную работу [80]). Аналогич- [c.478]

Из всей литературы последнего периода наиболее насыщена важными и полезными данными серия статей, содержащих детальный аналитический материал, посвященный радиационному теплообмену [13]. В этой работе подробно рассмотрены многочисленные вопросы, в частности распределение теплового потока по окружности труб в однорядных и двухрядных змеевиках, коэффициенты общего поглощения лучистого тепла различными рядами труб в одной и той же камере сгорания, к. п. д. радиации и эффективность печей различной геометрической формы. [c.50]

В строгой теории потоки молекул (а также потоки тепла и импульса) вычисляются с учетом действительной функции распределения. В случае постоянной температуры для диффузионных потоков в бинарной смеси, получается выражение, совпадающее с (3-6) (о чем выше уже говорилось), однако формула для коэффициента диффузии получается отличной от (3-8). Если молекулы рассматривать как твердые шары, испытывающие упругие соударения, то в первом приближении [c.67]

Именно случайное распределение потока и локальной структуры слоя обосновывает статистический подход к описанию стационарного процесса в неподвижном слое катализатора в виде квазигомогенной модели, хотя размер элемента слоя (одного зерна) может быть сопоставим с его диаметром. Перенос вещества и тепла в этом случае характеризуют средними по слою эффективными коэффициентами переноса. Поскольку их усреднение основано на случайном распределении [c.87]

Пиролиз различного углеводородного сырья на этиленовых установках Осуществляется в трубчатых печах, которые имеют различные конструктивные особенности. Первоначально печи пиролиза в конструктивном оформлении были аналогичны нагревательным печам нефтезаводских установок и отличались от них главным образом температурой на выходе из змеевика она составляла 720—760 °С. Топливо в таких печах сжигалось в факельных горелках. Дымовые газы из топочной камеры проходили конвекционную секцию, размещенную вне топочной камеры, нагревали исходное сырье и пар разбавления, которые смешивались на входе в печь. Печи имели два потока, змеевик был выполнен в виде настенного экрана. Расположение змеевика на стенах топочной камеры не обеспечивало высокие теплонапряженности поверхности труб из-за большой неравномерности подвода тепла часть поверхности труб была обращена к излучающим дымовым газам, а часть — к отражающим, заэкранированным стенам. Для подвода необходимого количества тепла длина змеевика должна быть значительной при не очень большом диаметре. На практике змеевик для таких печей изготавливали из труб диаметром 114X6 мм он имел длину 130—150 м. Нагрузка на змеевик составляла 2 т/ч по сырью. При разбавлении сырья водяным паром 30—40% время пребывания в нем потока составляло 2—3 с. Сравнительно невысокие скорости потока обеспечивали коэффициенты теплоотдачи внутри змеевика, не превышающие 650—750 Вт/(м -К). Факельные горелки создавали неуправляемое распределение температуры внутри печи, в результате-чего возникали частые пережоги труб даже при невысоких температурах пиролиза. [c.95]

В 1947 г. Румфорд [95] опубликовал данные, полученные на вертикальном трубчатом испарителе, обогреваемом движущейся в кольцевом зазоре водой. Внутренний диаметр трубы испарителя 12,7 мм, длина 2,8 м.. Распределение температур пароводяной смеси по длине определялось с помощью длинной термопары, передвигающейся по оси трубы. В работе измерялись температура кипящей жидкости и термическое сопротивление стенки трубы, что дало возможность определить коэффициенты теплоотдачи. Опыты проводились на дистиллированной воде при абсолютном давлении 100 мм рт. ст. и расходах до 40 кг час. Весовое паросодержание доходило до 82,4%. Тепловые потоки на участке кипения изменялись в пределах 1,49-10 —1,9-10 ккал/м" -час. На основе данных Брукса и Бэджера [15] (считавших, что кипение начинается при максимальной температуре жидкости) Румфорд рассчитал коэффициент теплоотдачи к кипящей воде. Полученные коэффициенты после перехода к режиму кипения резко возрастали по длине трубы и достигали нереальных значений. Поэтому автор пришел к выводу, что большое количество тепла, требуемое для парообразования, передается также в нижней части трубы, где температура жидкости еще возрастает. В последние годы установлено, что при поверхностном кипении поток может содержать определенное количество пара. Это, вероятно, объясняет предположение автора. [c.70]

При выборе условий перемешивания наряду с требованием равномерного распределения реагентов в объеме аппарата и обеспечения отвода тепла реакции полимеризации необходимо обеспечить агрегативную устойчивость дисперсных частиц с целью получения минимального количества корок и коагулюма. Движение частиц размером 0,02- 2 мкм в потоке жидкости в отличие от движения частиц суспензионного ПВХ характеризуется коэффициентами как турбулентной, так и броуновской диффузии. Турбулентная диффузия для частиц диаметром (1, намного меньшим внутреннего масштаба турбулентности, преобладает над броуновской при условии [78] [c.59]

Распределение температур определяется коэффициентом теплопроводности слоя X (см. раздел V. 3) теплоперенос из слоя суммарным коэффициентом теплоотдачи К.. В отличие от процессов переноса тепла в трубах при турбулентном режиме в области больших значений Reg, сопротивление теплопереходу здесь нельзя принимать сосредоточенным лишь в пограничном слое. Ниже показано, что сопротивления теплопереходу из ядра потока к стенке трубы с зернами и в пограничном слое у стенки — величины одного порядка. [c.366]

Отдельные измерения [167, 168, 172] дали величины коэффициентов теплоотдачи, отличающиеся в меньшую сторону в 4—10 раз против средних значений. Это по преимуществу коэффициенты теплопередачи, полученные в аппаратах заводского масштаба с малым отношением высоты к диаметру, часто с плотным движущимся зернистым слоем. Причина таких резких отклонений в том, что движущие силы теплопереноса рассчитываются в предположении, что поток в зернистом слое распределяется равномерно, с постоянной скоростью по сечению то же относится к движению твердой фазы, там, где оно осуществляется, в то время как в действительности распределение потоков резко неравномерно [179], что приводит к плохому использованию расчетной поверхности теплообмена, к резкому снижению действительных разностей температур. При конструировании аппаратов с осуществлением тепло- и массообмена в зернистом слое нужно контролировать условия равномерного распределения потоков в нем (см. раздел II. 9). В том случае, когда равномерность движения потока и твердой фазы обеспечена, коэффициенты тепло- и массообмена в неподвижном и плотном движущемся слое одинаковы [180, 181].. [c.418]

Количество тепла, переносимое излучением, можно определить опытным путем, исследовав зависимость теплового потока (или кажущегося коэффициента теплопроводности) от температуры изоляции. Исследование может быть проведено несколькими методами. При использовании стационарного метода определяют тепловой поток при различной температуре теплой и холодной граничных стенок или находят распределение температур по толщине изоляции, измеряя температуру отдельных экранов. При использовании последнего метода вычисляют значения коэффициента теплопроводности на отдельных участках слоя изоляции, имеющих различные граничные температуры, находя таким образом зависимость коэффициента теплопроводности от температуры. [c.136]

При расчете распределения температур по реактору обычно пользуются псевдогомогенной моделью слоя (см. раздел 3) перенос тепла в слое рассматривают как теплопроводность в некоей условно сплошной среде, подчиняющуюся уравнениям (16.1) и (16.3) при условии замены коэффициентов теплопроводности и температуропроводности на эффективные коэффициенты X и ат эти коэффициенты являются сложной функцией параметров слоя и потока и определяются эмпирически. [c.104]

Чтобы проиллюстрировать большое значение равномерного распределения, рассмотрим распределение потоков между двумя блоками для случая противотока. Отношение массовых расходов г и разность предельных значений температуры А Г считаем известными. Допустим, что удельная теплоемкость Ср обоих потоков и коэффициент теплопередачи к не зависят от температуры газа. Тогда изменение температурного напора по длине теплообменника при г Ф 1 будет учитываться средним логарифмическим температурным напором ЬТ . Количество тепла, переданного на единицу массового расхода потока У, равно Поверхность теплообмена X к X = p Ty. [c.238]

Оптимальная ширина огневого канала в каждом конкретном случае определяется глубиной проникновения газовых струй, выходящих в поперечный поток воздуха. Полнота сгорания газа, коэффициент избытка воздуха, область ядра горения, длина факела, величина отдачи тепла излучением и другие показатели подовых горелок определяются, так же как для щелевых горелок, процессами распределения газа в поперечном потоке воздуха и смешения газа с воздухом в огневом канале. Все это поддается расчету. [c.206]

Приведенная здесь теория применима лишь при сравнительно небольших значениях разности Та,— То. В практически весьма важном случае испарения капель горючего при его сгорании, где Та,— То достигает многих сотен градусов, явление сильно усложняется. Стефановский поток от капли достигает большой скорости и значительно снижает передачу тепла каплям за счет теплопроводности среды. При очень больших градиентах концентрации и температуры диффузия и перенос тепла заметно влияют друг на друга в частности, возникает термодиффузия, которой мы до сих пор пренебрегали. Коэффициенты диффузии и теплопроводности изменяются по мере удаления от капли в несколько раз и распределение концентраций и температур весьма сильно отличается от распределения максвелловской теории. Таким образом, этот случай требует специального детального анализа, который до сего времени еще не выполнен. [c.26]

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]

Принципиальная схема произвольной структуры —I—разделительного процесса с -1 т фазовыми превращениями— простой перегонкой, ректификацией, отпариванием, абсорбцией, экстракцией и т. п. — может рассматриваться как противоточный каскад из N секций (рис. 1-48). В текущую /-ю секцию могут подаваться паровой // и жидкостной [, потоки сырья, а также паровые и жидкостные потоки, выходящие из произвольной к-и сехции (кФ1) в количестве, пропорциональном коэффициентам распределения потоков и /й. Коэффициенты а к обозначают долю потока, поступающего в секцию / из секции к. В /-ю секцию может подводиться или отводиться из секции тепло в количестве Qj. [c.90]

Анализ результатов потоков при заданном распределении тепло-передапцей поверхности показывает, что поток горячей струи и потоки нагрева отбензиненной нефти имеют оптимальные конечные температуры нагрева и достаточно высокий КПД печи. Дальнейшее улучшение работы печи может быть достигнуто путем снижения коэффициента избытка воздуха и потерь тепла в камерах радиации и конвекции при условии герметизации щелей в каркаса печи. [c.120]

Моделирование взаимосвязанных процессов тепло- массопереноса в химических реакторах осложняется тем, что физико-химические и кинетические характеристики сред, включая константу скорости химической реакции, зависят от температуры. Однако сопоставление характерных масштабов переноса тепла и вещества в нестационарных условиях, определяемых в рамках модели обновления поверхности, позволяет существенно упростить задачу [12,13]. Характерные значения коэффициентов температурощзоводности жидкостей щ)имерно на два порядка превосходят характерные значения коэффициентов молекулярной диффузии. Поэтому глубина проникновения тепла за промежуток времени, в течение которого элемент жидкости находится у границы ра.здела фаз, значительно превосходит глубину проникновения вещества. Это обстоятельство позволяе г при выводе выражений для источников субсташщй брать значения константы скорости реакции, коэффициента распределения и массоотдачи при температуре на границе раздела фаз. В свою очередь, эту температуру можно определить, записывая закон сохранения тепла в предположении о том, что источник, создающий дополнительный тепловой поток за счет теплового эффекта химической реакции, находится на границе. [c.81]

Туманоуловитель Вентури работает и как форконцентратор, и как подогреватель кислоты кислота концентрируется в нем от 68—70 до 74—77% Н25 04 и нагревается на 10— 2°С. При эксплуатации установки предпочитают раздельную подлчу разбавленной серной кислоты частично в туманоуловитель и частично непосредственно в концентратор. При этом происходит перераспределение расхода тепла так, что температура выходящего газожидкостного потока из концентратора становится более низкой (195—200°С). Благоприятное распределение потока кислоты повышает коэффициент использования тепла из-за снижения температуры выходящей в холодильник продукционной кислоты и понижения температуры газов на выходе из тумано-уловителя до 135°С. [c.303]

Пенные аппараты со взвешенной насадкой (ПАВН). Создание трехфазного взвешенного слоя путем помещения твердой подвижной насадки в слой пены приводит к дополнительному увеличению турбулентности потоков газа и жидкости и развитию межфазной поверхности, к более равномерному распределению газа и жидкости по сечению аппарата, а главное к значительному уменьшению брызгоуноса, что особенно важно для пенных аппаратов. Увеличение турбулентности и дополнительное развитие мйкфазной поверхности, способствуют повышению значений коэффициентов тепло- и массообмена. [c.243]

Коэффициенты теплоотдачи от частицы к жидкости в насадочных колоннах и псевдоожиженных слоях имеют важную общую особенность. Их можно выразить через коэффициент тепло- и массообмена одиночной частицы с помощью некоторых корректирующих множителей, если только число Пекле для частиц велико (ианример, больше 1000) илн, что то же самое, мало число единиц переноса для насадочной колонны или псевдоожиженного слоя. Если же число Пекле для частиц мало, т, е. велико число единиц переноса теплоты, то средние коэффициенты теплоотдачи могут оказаться крайне малыми. По-видимому, этот эффект в соответствии с изложенным в 2.1.5 можно объяснить неоднородностью распределения скорости газового потока. Необходимо отметить, что в таком случае в расчетах уже нельзя использовать средний коэффициент теплоотдачи необходим так называемый микропотоковый анализ, основаншлй на детальном учете локальных скоростей течения и локальных коэффициентов теплоотдачи. Локальные коэффициенты теплоотдачи при малых числах Пекле теоретически рассчитывались, но экспериментальные данные до настоящего времени отсутствуют. По-видимому, в этом направлении необходимы дальнейшие исследования. [c.94]

Тепло образуется так же за счет механической работы движущихся жидкостей и газов, причем для газов, движущихся с большими ско р остями (нагрев при трении), в частности в авиации, повышение температуры может быть порядка ябскольких сотен градусов и увеличивается пропорционально квадрату числа Маха. Значительное повышение температур наблюдается при выделении тепла за счет виутрен-него трения в смазке быстроходных подшипников. В настоящем параграфе мы рассмотрим только твердые тела, а именно плоскую стенку или плиту (рис. 3-18). Пусть в стене имеются равномерно распределенные источники тепла с удельной мощностью О . Тогда С не зависит от пространственной координаты. Внешняя поверхность плиты омывается циркулирующим потоком, температура которого tf. Коэффициент теплообмена для каждой поверхности а. Если полагать, что теплопроводность постоянна и условия стационарны, то уравнение (2-13) сводится к [c.85]

Значительный интерес представляют аэродинамические характеристики топочной камеры, полученные при исследованиях котла ДКВР-6,5-13, оборудованного горелками с периферийной выдачей газа в закрученный поток воздуха конструкции Ленгипроинжпроекта. На фронтовой стене топки котла установлено две горелки. Исследования производились при сжигании смеси природного газа со сланцевым с теплотой сгорания 7000 ккал/нм . Производительность котла составляла 4 т/ч, а коэффициент избытка воздуха на выходе из топки 1,14, при отсутствии потери тепла от химического недожога. На рис. 28 показано распределение безразмерных концентраций (отношение содержания СОз в данной точке к максимально измеренному С0 =) и температур (отношение температуры в данной точке к максимально измеренной) в горизонтальной плоскости топочной камеры, расположенной на уровне геометрической оси горелок. [c.56]

На рис. 5.13 приведена фотография, снятая во время работы оптимального шипа при максимальной нагрузке во фреоне-113. Она свидетельствует о целесообразности применения шипов для отвода тепла в кипящую жидкость. Подобный необычный профиль ребра оказался логически оправданным, что отчетливо выявилось при рассмотрении распределения плотности теплового потока по поверхности шипа. При конструировании шипа желательно свести к минимуму зоны, занятые малоинтенсивными режимами теплоотдачи при свободной конвекции и пленочном кипении, с тем чтобы на области пузырького и переходного режимов кипения приходилась максимальная доля теплоотдающей поверхности. Зона, занятая пленочным кипением, сводится к минимуму применением шипа с очень малым поперечным сечением в основании. Тем самым перепад температур в металле, необходимый для передачи тепла по ребру через зону пленочного кипения, срабатывается на очень коротком участке. В области переходного режима кипения, где начинается рост коэффициента теплоотдачи, диаметр шипа резко увеличивается. Рост диаметра снижает градиент температур в шипе на этом участке, тем самым высокоэффективные области пузырькового и переходного режимов кипения распространяются на поверхность сравнительно большой площади. И, наконец, по мере того как коэффициент теплоотдачи при меньших температурных напорах начинает падать, поперечное сечение шипа вновь уменьшается, сходясь у вершины в острие. Таким образом, оптимальное ребро передает тепло окружающей жидкости очень эффективно, используя обе ветви кривой кипения, прилегающие к точке первого критического теплового потока. [c.216]

Экспериментальные методы определения теплопроводности можно разделить на две большие группы К первой из них относятся методы, основанные на использовании закономерностей стационарного теплового потока, а ко второй — нестационарного. Температуропроводность непосредственно может быть определена только в нестационарных тепловых режимах, поскольку именно эти режимы она и характеризует. Сущность стационарных методов измерения теплопроводности состоит в том, что в исследуемом образце поддерживается такой тепловой режим, когда распределение температуры в образце во времени не изменяется. Измеряя тепловой поток и разность температур между определенными точками образца , можно рассчитать его теплопроводность. Теплопроводность исследуемого объекта можно определить по данным теплопроводности некоторого эталона, для которого известна температурная зависимость теплопроводности. К основным недостаткам метода относится длительность установления стационарного теплового потока, особенно для образцов с низкой теплопроводностью, какими являются полимеры. Имеются и другие экспериментальные затруднения, связанные с не-, обходимостью устранения утечек тепла, с осуществлением полного и равномерного контакта между образцом и нагревателем или эталоном и др. Конструкции приборов для определения коэффициента тенлопроводности полимеров абсолютным стационарным методом, описаны в работах относительным методом стационар- [c.190]

Течение пленки при наличии касательных напряжений на поверхности. Расчет локального коэффициента теплоотдачи при пленочном испарении может быть произведен на основе теории, разработанной А. Е. Даклером [132, 133, 134], который рассматривал распределение скоростей и температур в испаряющейся пленке с уветом уравнения Р. Дайсслера [127], учитывающего турбулентные пульсации (перенос импульса и тепла) в пристенном пограничном слое. При решении приняты следующие допущения плотность теплового потока через стенку постоянна физические константы не зависят от температуры на свободной поверхности жидкости волны отсутствуют. [c.99]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология