Теплообмен квазистационарный

Можно выделить три группы нестационарности конвективного теплообмена 1) течение стационарно, краевые условия по теплообмену (температуры, тепловые потоки) переменны во времени 2) постоянны краевые условия по теплообмену, но нестационарно течение среды 3) нестационарны и течение, и теплообмен. Сложность проблемы приводит, как правило, к значительным ограничениям исследуемых интервалов изменения параметров процесса и использованию квазистационарных или близких к ним моделей. [c.219]

Температура Тя зависит от параметров испаряющейся жидкости (фракционного состава, температуры кипения, давления насыщенных паров) и давлення и температуры окружающей среды, но мало зависит от относительной скорости движения и диаметра капли. Для определения Тя могут быть использованы соответствующие зависимости, предлагаемые в работах [126, 133]. При высвкнх температурах окружающей среды (например, в дизелях и ВРД) можно принимать Тя равной температуре кипения Т,. Прн определении Тя в условиях поршневых ДВС тепло лучеиспускания обычно ие учитывается, его доля составляет менее 1,5% [126]. Следует отметить, что при Гв<Г, испарение близко к изотермическому и лимитируется диффузней паров при Тя>Т, испарение лимитируется теплообменом. В процессе испарения капли ее диаметр постоянно уменьшается, однако, по данным [134], если рт>С< (где С. — концентрация паров у поверхности капли), испарение можно считать квазистационарным и можно рассчитывать его скорость по формулам, приведенным в работе [135] [c.109]

Поскольку для определения коэффициента теплообмена в газовзвеси используется соотнощение Ын = аНе", то необходимым условием является квазистационарность процесса. Обычно для соблюдения этого условия принимается, что критерий В1 = а Ам<С1 считается вполне достаточным для пренебрежения градиентом температуры В1=0,1—0,2. Поскольку критерии подобия представляют собой меру относительной интенсивности двух процессов, то В1<С1 означает, что процесс теплопроводности значительно интенсивнее, чем внешний теплообмен, и что оба эти процесса несоизмеримы. Во взвешенном состоянии в большинстве случаев это условие соблюдается за счет применения частиц небольшого размера. Однако квазистационарность процесса характеризуется не только величиной критерия В1, но и временем наступления такого состояния, т. е. величиной критерия Фурье Ро. Наличие или отсутствие перепада температур по сечению частицы можно установить только путем сравнения температуры на поверхности и в центре частицы. Поскольку для рассматриваемых процессов используются частицы шарообразной формы, то ниже приведено принадлежащее В. А. Шейману такое сравнение для шара. [c.40]

Таким образом, теплообмен в верхней части слитка можно считать квазистационарным процессом с осевым градиентом температуры по вертикали. Для анализа такого процесса нужно знать форму лунки жидкого металла или зависимость площади поверхности лунки от ее периметра, что можно получить расчетом процесса кристаллизации металла в лунке. Выражение (7-26) получено в результате анализа теплового баланса элементарного объема металла в лунке с высотой ёг. [c.198]

Эксперименты по свободно-конвективному теплообмену поверхности шара и жидкости, заполняющей его, были проделаны Е. Шмидтом [Л. 215]. Поглощая тепло, средняя температура жидкости будет повышаться со времением, так что весь процесс является нестационарным. Однако он может рассматриваться как квазистационарный до тех пор, пока речь идет о пограничном слое на новсрхностн и коэффициенте теплообмена. В качестве жидкостей применялись спирт, гликоль и вода. Был охвачен диапазон значений произведения Gr Pr от 3-10 до 5-10 . Результаты были сведены к следующему соотношению [c.400]

Динамика режима адиабатического реактора и реактора с теплообменом при отравлении катализатора была исследована теоретически и экспериментально [206, 207]. При этом полагали, что катализатор дезактивируется ядом, содержащимся в реакционном потоке. Расчеты были проведены по динамической модели (уравнения (3.105)-(3.109)) с учетом продольной диффузии и теплопроводности. Кинетику реакции описывали выражением Лэнгмюра- Хиншельвуда. Были выделены три стадии процесса. Вследствие быстрого распространения яда потоком газа непосредственно после ввода яда быстро устанавливается квазистационарное состояние концентрационного профиля. Затем катализатор нагревается, и профили концентраций, активности и температуры изменяются более медленно. На этой стадии процесса температура в слое может превышать адиабатический разогрев в стационарном режиме. [c.153]

Дель,ю данной работы является количественное исследование процессов, протекающих в области основного температурного интервала плавления полимеров. Измерения проводили на установке тепловой мост [9] с помощью метода, являющегося одним из вариантов динамической калориметрии. Суть принципа теплового моста заключается в измерении теплового потока между калориметрическим стаканом и нагревательным блоком путем концентрации его на узком стержне. Стержень изготовляется из термопарного материала. В упрощенном варианте теплового моста, применяемого для количественной термографии, измерительный блок представляет собой камеру, состоящую из основания блока, двух (трех) калориметрических стаканов, соединенных с основанием узкими стержнями, и кожуха, закрывающего калориметрическую камеру. Измерительный блок вставляется в электрическую печь, создающую квазистационарный режим нагрева. Направленный тепловой поток через стержни создается за счет значительного превышения массы кожуха по сравнению с массой основания. Поправка на разность тепловых потоков, поступающих не через стержни в эталонный (пустой) стакан и в стакан с веществом, учитывается на основе известной теплоемкости контрольного вещества, помещаемого в третий стакан, или же на основе предварительной калибровки (в блоках только с двумя стаканами). В калориметрическом варианте теплового моста теплообмен при нагреве (охлаждении) между кожухом и калориметрическим стаканом исключается благодаря дополнительным [c.49]

Нестационарный массо- и теплообмен при умеренных значе- ниях Ре. Процесс массообмена часто рассматривают в квазистационарном приближении, полагая, что время релаксации (тг), т. е. [c.63]

Решение уравнений теплопроводности при теплообмене в среде с переменной температурой позволило создать ряд методов. Во-первых, это методы при теплообмене в среде с линейно изменяющейся температурой. Основным элементом в данных методах является задатчик линейно изменяющегося потенциала. Принцип регулирования линейного закона температуры среды (или поверхности образца) не отличается от принципов поддержания постоянной температуры рассматриваемого объекта. В квазистационарном (регулярном) режиме при линейном нагреве с заданной точностью существует простая взаимосвязь между скоростью нагревания и величиной теплового потока, что и является основой для расчета ТФХ. Как и для случая теплообмена тел в среде постоянной температуры, в данных условиях теплообмена существуют сравнительные методы комплексного определения ТФХ. Во-вторых, это методы температурных волн, где температура является гармонической функцией времени. При таких условиях нагрева но истечении большого промежутка времени в теле устанавливается регулярный тепловой режим, характеризующийся тем, что изменение температур в каждой точке тела будет происходить по закону простого гармонического колебания с определенной амплитудой и фазой. Детальное описание экспериментальных схем, реализующих метод температурных волн, приведено в [221]. Данные лштоды позволяют исследовать температурные зависимости ТФХ. [c.202]

Характерное время установления нового стационарного гидродинамического режима в затопленном аппарате с дисперсным потоком сравнительно невелико. Оно составляет величину порядка Я/Му ,, где Н - высота рабочей зоны аппарата, гi u , — скорость распространения возмущения концентрации дисперсной фазы, и может изменяться в пределах от нескольких секунд до нескольких минут. Для сравнения отметим, что время установления нового стационарного распределения концентрации растворенного компонента или температуры в сплошной фазе иногда может достигать нескольких часов и более. Поэтому при моделировании переходных химических, массо- и теплообменных процессов в затопленных аппаратах учет гидродинамической обстановки в целом ряде случаев может быть проведен в квазистационарном приближении. Однако, когда характерные времена протекания этих процессов соизмеримы С характерным временем установления нового стационарного гидродинамического режима в аппарате, квазистационарное приближение приводит к значительным погрешностям при определении динамических характеристик аппарата. В этом случае переходные гидродинамические процессы должны быть учтены при разработке динамических моделей химических и тепломассообменных процессов. [c.113]

Так же как и при теплообмене тел в среде постоянной температуры, величина (5-3) при заданном Ро зависит от относительной координаты г/Я и критерия В1 [1]. Позже всего квазистационарный режим наступает в центре тела. Для центра неограниченных пластины и цилиндра время наступления квазистационарного теплового состояния иллюстрируется рис. 5-1 и 5-2. [c.119]

При этом для выявления этих важнейших факторов и для инженерной экспрессной оценки их влияния на теплообменный и массообменный КПД рекомендовано воспользоваться в первом приближении одномерной линейной аппроксимацией процессов тепломассообмена и химического реагирования. Для усложненной оценки тепломассообменных КПД могут на современном этапе применять наиболее сложные (полные) модели тепломассообменных процессов. Некоторую аналогию при этом можно провести с методами анализа и синтеза систем автоматичесю)го регулирования, принятыми в теории автоматического управления. На первом этапе в рамках линейных моделей оцениваются требуемые настройки регуляторов экспресс-методом, и в дальнейшем происходит их отработка на базе более сложных нелинейных моделей. Отметим также, что в теории автоматического управления при детерминированной постановке построения математических моделей управления применяется, так называемый, обобщенный термодинамический подход, основанный на зашнах сохранения и переноса. Таким образом, требования совместного анализа взаимосвязанных физик -хи-мических и теплообменных процессов с единых позиций позволяют предложить в качестве базовой (в рамках неравновесной термодинамики) кинетической модели макрообменного анализа распределенную (вдоль поверхности реагирования ) модель на первых порах в квазистационарной линейной постановке. [c.299]

Ниже мы приводим несколько уравнений Гинстлинга [34], характеризующих кинетику превращений в смесях твердых веществ и, по нап1ему мнению, позволяющих получать результаты, в достаточной мере приближающиеся к реальным. Эти уравнения выведены для следующих упрощенных условий 1) анизотропия компонентов реакционной смеси не влияет на кинетику процесса 2) зерна реагентов практически равновелики, а форма их близка к правильной (шаровой или кубической) 3) скорость процесса не лимитируется теплообменом между реагирующими веществами и окружающей средой и не зависит от скорости плавления или кристаллизации 4) массопередача осуществляется в результате движения частиц лишь одного компонента (вследствие большого различия в подвижности частиц реагентов) 5) слой твердого продукта реакции отделен от реагирующего компонента резкой границей 6) процесс квазистационарный, саморегулирующийся — скорость всех его стадий зависит от скорости самой медленной из них. [c.348]

Квазистационарный режим как метод исследования весьма часто используется в различных задачах конвективного теплообмен Э. Для кипящего слоя этот оригинальный метод впервые был исследован М. С. Шарлов-ской [189]. Сущность его применительно к кипящему слою заключается в создании такого режима, при котором охлаждение частиц происходит в среде с линейным изменением температуры. Одним из преимуществ этого метода является возможность расчетного определения температуры частиц. Кроме того, квазистационарный режим позволяет получать одинаково точные результаты расчета в любой момент процесса и учитывать условия внутреннего прогрева частиц. Математические зависимости для температуры шарообразной частицы получены М. С. Шарловской при изучении охлаждения шара в среде с линейным изменением температуры. [c.62]

Чем меньше критерий Био, тем тоньше в термическом отношении шаровые частицы насыпного материала, и при значениях В1<0,14-0,25 мы имеем дело с термически тонкими частицами (а не только с геометрически тонкими), все точки материала имеют одинаковую температуру и процесс нагревания называют квазистационарным. Этот случай имеет место в регенеративных дробепоточных воздухоподогревателях или других конструкциях, когда в качестве насадки используются шарики (дробь). При противоточно продуваемом и движущемся плотном слое теплообмен описывается уравнениями. [c.109]

Квазистаиионарный пульсационный поток является идеализированной моделью, которая не учитывает физических явлений, рассмотренных в начале настоящего раздела и связанных с турбулизацией пограничного слоя. Степень влияния этих явлений может быть оценена лишь экспериментальным путем. Авторы [5-21] проанализировали известные им экспериментальные данные и пришли к заключению, что дополнительная интенсификация теплоотдачи, обусловленная указанными явлениями, выражена сравнительно слабо и принципиально не меняет той оценки рассматриваемого метода интенсификации теплоотдачи, которая вытекает из рассмотрения модели квазистационарного пульсационного потока. В то же щремя отмечается возможность в отдельных частных случаях успешного применения тако1го способа улучшения теплопередачи, например, когда вопрос о энергозатратах на перемещение теплоносителя несуществен, а на первый план выдвигаются требования компактности, высоких те-плосъемов и малого веса теплообменного устройства. Некоторые дополнительные соображения о влиянии пульсаций на теплоотдачу приведены в работе Франке [5-28]. [c.232]