Движущая сила переноса тепла

Перенос тепла, происходящий между телами с различной температурой, называется теплообменом. Движущей силой этого процесса является разность температур, причем тепло самопроизвольно переходит от более нагретого к менее нагретому тепу. Тела, участвующие в теплообмене, называются теплоносителями. [c.111]

Для массообменных процессов, по аналогии с процессами переноса тепла, принимают, что количество переносимого вещества пропорционально поверхности раздела фаз и движущей силе. Движущая сила характеризуется степенью отклонения системы от состояния динамического равновесия, выражаемой наиболее точно разностью химических потенциалов распределяемого вещества. Диффундирующее в пределах фазы вещество перемещается от точки с большей к точке с меньшей концентра-цией, и в расчетах движущую силу процессов массопереноса выражают приближенно через разность концентраций подобно тому, как в процессах теплопереноса ее выражают разностью температур. Расчетные выражения движущей силы не одинаковы для процессов массоотдачи и массопередачи и будут рассмотрены ниже для каждого из этих процессов. [c.383]

По образцу рис. 15.7 составить диаграмму энтальпия —температура. Выбрать конечную энтальпию воздуха таким образо.м, чтобы наклон прямой, соответствующей энтальпии воздуха, был равен наклону кривой, соответствующей энтальпии влажного насыщенного воздуха, при конечной температуре воды. (Хотя это решение и является произвольным, оно обычно дает приемлемые результаты, поскольку в большинстве случаев желательно, чтобы движущая сила переноса тепла была минимальной у основания башни. В то же время увеличение энтальпии воздуха должно быть по возможности максимальным, чтобы свести к минимуму расход энергии па вентиляцию.) [c.306]

Сравнивая соотношение (1-63) с формулой (1-60), полу-чаем что движущая сила переноса тепла равна [c.29]

Однако определение средней разности температур между газом и поверхностью частицы в полной мере не определяет движущую силу переноса тепла и массы. Выравнивание температурных полей по объему камеры, понижающих общую движущую силу, зависит от места и способа ввода газов, распыления раствора, объема камеры и т.д. Понижение движущей силы за счет выравнивания температурного поля зависит от степени перемешивания. Проф. А. Н. Плановский 78] предложил классификацию непрерывных процессов, согласно которой аппараты делятся на [c.146]

Действие мощного внутреннего источника тепла приводит к тому, что скорость испарения во много раз превышает скорость переноса пара внутри тела. В результате этого возникает градиент общего давления, являющийся основной движущей силой переноса пара внутри тела. Поскольку температура внутренних слоев больше наружных, поток влаги вследствие термодиффузии направлен к поверхности тела, в отличие от других способов сушки, когда нагрев осуществляется через поверхность. Распределение же влагосодержа-ния имеет обратный характер (в поверхностных слоях больше, чем во внутренних) и создает аномальный (обратный) диффузионный поток влаги, вызванный градиентом концентрации. [c.166]

Ректификация состоит в многократном чередовании и повторении процессов испарения и конденсации в противотоке пара и жидкости при температуре кипения. Ректификация относится к многоступенчатым противоточным процессам разделения (протекает по схеме каскада с постоянным потоком) и принципиально может обеспечить любую заданную степень разделения . Противоток пара и жидкости создается благодаря наличию в схеме ректификационной установки испарителя (куба), связанного с нижним концом, и конденсатора (дефлегматора), связанного с верхним концом колонны. Тепло, подводимое к кубу, благодаря теплообмену между паром и жидкостью в адиабатических условиях передается последовательно от ступени к ступени и отводится хладоагентом в конденсаторе. Благодаря массообмену между потоками пара и жидкости более летучий компонент переносится потоком пара в направлении снизу вверх, а менее летучий компонент — потоком жидкости сверху вниз. Таким образом, в основе ректификации лежит тепло- и массообмен между потоками пара и жидкости. При этом движущая сила массообмена определяется фазовым равновесием жидкость — пар и материальным балансом. Соотношения между основными параметрами ректификации, определяемые законами фазового равновесия жидкость — пар и материальным балансом, составляют статику ректификации. [c.42]

Величина потока тепла q или вещества Ag в единице объема слоя определяется величиной движущих сил переноса разностью температур At ядра потока и поверхности зерна или соответственной разности концентраций Ас величиной поверхности слоя на единицу его объема (см. раздел 1.1) а (в коэффициентом теплоотдачи а [в кал м ч град)] или массопередачи р (в м 1ч) [c.384]

Во-первых, с уменьшением коэффициента поверхностного натяжения при повышении температуры изменяется капиллярный потенциал (движущая сила переноса), перепад которого пропорционален перепаду температуры. В результате этого жидкость в капиллярах и порах течет в направлении потока тепла. [c.105]

Решая любое из уравнений (И1,43), (П1,45), (П1,46) совместно с уравнениями (111,47) — (111,49) методом конечных разностей (на ЭВМ или вручную), можно точно воспроизвести в диаграмме 1—Х изменение состояний газа и жидкости при контакте их в скруббере-конденсаторе и рассчитать движущую силу процесса тепло- и массообмена или число единиц переноса. [c.66]

Встречное движение взаимодействующих потоков в аппарате, однако, неравноценно идеальной схеме противотока. В реальных аппаратах встречное движение потоков характеризуется неравномерными профилями скоростей по сечению, сопровождается механическим уносом легкой фазы более тяжелой фазой и, наоборот, продольным переносом тепла и массы и, следовательно, неодинаковым временем пребывания частиц обоих потоков в рабочем объеме. Отклонение от режима идеального противотока ведет к. уменьшению движущей силы процесса обмена или химического превращения и соответствующему понижению эффективности колонных аппаратов. [c.8]

Особенностью развиваемого подхода, обусловливающей его универсальность, является структурное представление ФХС, естественно вытекающее из разложения обобщенной диссипативной функции системы (т. е. функции, определяющей энергозатраты на различные необратимые процессы) на движущие силы и потоки. При этом имеется в виду диссипативная функция для общей ФХС — многофазной многокомпонентной сплошной среды, где протекают процессы переноса массы, тепла и импульса, осложненные химическими превращениями. [c.19]

Движущая сила процесса массопереноса — разность концентраций компонентов в фазах системы. В абсорбционных и ректификационных процессах, где имеется жидкая и паровая фазы, скорость перехода любого компонента из одной фазы в другую определяется относительной концентрацией его в соответствующей фазе. Если концентрация компонента в паровой фазе меньше, чем в жидкости, то происходит его испарение, если наоборот,—конденсация паров этого компонента и переход его в жидкую фазу. При повышенных давлениях, при условиях, далеких от идеального состояния, пользуются понятием летучести. Силы, тормозящие тепло- и массоперенос, можно охарактеризовать с помощью коэффициента тепло- (массо-) передачи и величины поверхности, на которой осуществляется этот процесс. Скорость переноса обратно пропорциональна величине поверхности. [c.125]

В первом приближении можно считать, что результат процесса, характеризуемый, например, массой М перенесенного вещества или количеством переданного тепла, пропорционален движущей силе (обозначаемой в общем виде через Д), времени т и некоторой величине А, к которой относят интенсивность процесса. Такой величиной может быть рабочая поверхность, через которую происходит перенос энергии или массы, рабочий объем, в котором осуществляется процесс, и т. п. Следовательно, уравнение любого процесса может быть представлено в общем виде [c.17]

Движущей силой процессов переноса тепла в химико-техноло-гических объектах является разность температур. [c.27]

Итак, при определении объемной силы g в уравнении баланса сил и количества движения (2.1.2) необходимо учитывать влияние изменения концентрации компонентов С на плотность. Действительно, во многих важных случаях изменение концентрации является единственной движущей силой. Тогда С входит в уравнение (2.1.2) в том же виде, как температура в течениях, вызванных переносом тепла. Чтобы связать конвективный и диффузионный перенос химических компонентов, необходимо дополнительное уравнение сохранения, аналогичное уравнению (2.1.3) для температуры. Если происходит одновременная диффузия нескольких различных химических компонентов, требуется несколько таких уравнений. Примером является движение слоя воздуха, непосредственно примыкающего к нагреваемому солнцем листу, находящемуся в почти покоящемся воздухе. Регулирование температуры осуществляется переносом тепла и образованием водяного пара, диффундирующего с поверхности. Но процесс фотосинтеза требует, чтобы к поверхности диффундировал СОг из безграничного резервуара атмосферы, в котором концентрация СОг составляет 0,035 %. Кроме того, с поверхности выделяется и диффундирует О2. Таким образом, имеются три активно диффундирующих компонента водяной пар Н2О, углекислый газ СО2 и кислород О2. Каждый из них диффундирует под действием очень малых, но различных разностей концентраций Со—Соо. Эти процессы происходят в среде, состоящей из других составляющих воздуха — главным образом N2 и основного содержания О2. [c.35]

Перенос энергии в форме тепла , происходящий между телами, имеющими различную температуру, называется теплообменом. Движущей силой любого процесса теплообмена является разность температур более нагретого и менее нагретого тел, при наличии которой тепло самопроизвольно, в соответствии со вторым законом термодинамики, переходит от более нагретого к менее нагретому телу. Теплообмен между телами представляет собой обмен энергией между молекулами, атомами и свободней электронами в результате теплообмена интенсивность движения частиц более нагретого тела снижается, а менее нагретого-г возрастает. [c.260]

В предыдущих трех главах были подробно рассмотрены характеристики течения и переноса в тех случаях, когда выталкивающая сила возникала вследствие разности температур. Однако имеется важный класс течений, в которых движущая сила потока создается вследствие совместного влияния переноса тепла и химических компонентов. Подобные явления наблюдаются, например, при очистке емкостей, когда остатки жидкости диффундируют в окружающую среду, имеющую иную температуру, или при термообработке пластиков, а также при изготовлении кабелей с мягкой изоляцией. Перенос такого типа происходит и в ходе многих других химических процессов, когда создается разность концентраций разнородных веществ. Характеристики термической конвекции в атмосфере, обусловленной солнечным нагревом земли, зависят от разности концентраций водяного пара. Конвективные токи в толще воды возникают вследствие сравнимых по величине изменений плотности, обусловленных градиентами температуры и концентрации растворенных в воде веществ. Зачастую требуется в основном найти скорости переноса химических веществ и полной энергии. Подобные процессы рассматриваются в данной главе с целью определить параметры переноса на основе понимания основных механизмов таких течений. [c.335]

Поясним смысл выражения (в) на примере тепло- и массопереноса. Пусть в процессе переноса этих субстанций участвуют две движущие силы — перепад температур Д, и перепад концентраций Дда. Тогда возможно возникновение двух параллельных потоков переноса — теплоты q, и вещества q , базирующихся на перепадах температур и перепадах концентраций соответственно. Для рассматриваемых случаев эти потоки можно описать соотношениями типа (а), (б). [c.67]

Поскольку давление — это движущая сила при совершении работы, а температура — это движущая сила при передаче тепла, л можно рассматривать как движущую силу передачи внутренней энергии, сопровождающую перенос массы через границу системы. [c.123]

Заметим, что некоторые зависимости (см. табл. VII. 2), полученные на основе опытов по массообмену, постулируют полную аналогию между процессами переноса тепла и вещества. Неправомерность такого утверждения, особенно в случае гетерогенных систем, подчеркивается в ряде работ [45, 363 и др.]. Для существования аналогии необходим ряд условий (в частности, равенство теплового и диффузионного критериев Прандтля, относительных движущих сил и т. п.). Отмечается также некоторое различие в построении дифференциальных уравнений и в граничных условиях для этих двух процессов. На отсутствие аналогии, в особенности при большой интенсивности массообмена, указывает А, В. Лыков [254], продемонстрировавший различие в математическом описании теплообмена в условиях переноса вещества и чистого теплообмена. Автор приводит результаты опытов, показывающие, что поля [c.243]

Конвекция — это перенос тепла движущейся жидкостью, сопровождаемый перемешиванием ее объемов с различной температурой. Жидкость, соприкасающаяся с горячей поверхностью, нагрета сильнее, чем остальная масса. Если движение жидкости происходит только вследствие возникающей при этом разницы плотностей и подъемных сил в поле тяжести, такой процесс называют свободной или естественной конвекцией. Если перемешивание осуществляется каким-либо другим способом, то такой процесс называют вынужденной конвекцией, хотя в некоторых случаях свободная и вынужденная конвекция вносят одинако- [c.26]

Процесс теплообмена по физической сущности представляет собой обмен энергией между частицами, находящимися в разном энергетическом состоянии [ПЗ]. Такой обмен энергией между частицами обычно называют переносом тепла. Под переносом тепла понимается перенос частиц с разной энергией из одного места в другое. Направленный тепловой поток вызывается наличием градиента температуры. Но даже при отсутствии температурного градиента за счет хаотического теплового движения молекул среды непрерывно происходит хаотический перенос тепла . Природа хаотического движения молекул коренится в электромагнитном строении материи. Само тепловое движение молекул обусловлено только наличием энергетической разности между молекулами, которая связана с электрическими силами между движущимися частицами. Следовательно, природа теплообмена основана на движении и столкновении частиц (молекул, атомов и др.), которые находятся в различных энергетических состояниях. Если не будет разности энергий между частицами, то не будет и движения. Отсюда следует, что проблема теплообмена состоит в выяснении того, как происходит обмен энергией между частицами, т. е. выравнивание энергии. [c.85]

Давление в рубашке реактора. Тепло, выделяемое при реакции, переносится от катализатора через стенки трубок реактора к кипящей в рубашке жидкости, обычно воде. Общей движущей силой теплопередачи является разность температур между слоем катализатора и охлаждающей жидкостью в рубашке. Если давление в рубашке возрастает, то повышается температура кипения охлаждающей жидкости, а скорость теплопередачи снижается. Это приводит к увеличению температуры катализатора. Таким образом, давление в рубашке реакто- [c.280]

По длительности сушки приближенная методика расчета сушильных камер предложена Ф. Глюккертом (128]. При расчете приняты следующие допущения а) коэффициент теплообмена рассчитывается из предельного закона Нусельта Nu = 2 б) условия сушки, в том числе температура сушильного агента, одинаковы во всем объеме камеры в) давление паров над поверхностью испарения равно давлению насыщенных паров чистой жидкости г) движущей силой переноса тепла является разница между начальной температурой газов и температурой испарения насыщенного раствора д) диаметр капель в процессе сушки не изменяется. [c.137]

Основные методы сушки нами классифицированы по способу подвода тепла к высушиваемому материалу и по гидродинамическим условиям в сушильной камере. Учтены новые работы в области определения действительной движущей силы переноса тепла и массы, немоделируемость некоторых способов сушки и т. д. [c.9]

Лii/p)Vp]. Градиент давления в действительности не является независимой движущей силой для тепло- и массопереноса скорее он движущая сила для течения жидкости (гл. 15). Как видно из уравнения (85-1), градиент температуры может также приводить к переносу массы. Этот процесс называется термодиффузией, поскольку поддерживаемый в растворе градиент температуры может приводить к изменению состава. Однако в промышленных системах термодиффузия обычно не имеет значения. Обратный процесс, называемый эффектом Дюфора, обсуждается в следующем разделе. Коэффициенты термодиффузии служат дополнительными характеристиками переноса, [c.285]

Как видно из (1.63), (1.64), по сравнению с перекрестными эффектами, развивающимися в однофазных системах [42] (например, эффекты Соре, Дюфура и др.), в случае многофазных многокомпонентных систем (с химическими реакциями, фазовыми превращениями, тепло- и массообменом), подчиняющихся модели взаимопроникающих континуумов, спектр перекрестных эффектов значительно расширяется. Так, на величину диффузионных и тепловых потоков в пределах фазы оказывает влияние относительное движение фаз (коэффициенты ап зи > / 2п+зд)- Поток тепла 5,12) между фазами определяется не только разностью температур фаз, но и движущими силами межфазного переноса массы (коэффициенты i,2jv+2.....2Л42П+1) и химических превращений (коэффициенты, 121 > 2jv+i). Скорость транспорта вещества к-то компонента между фазами определяется прежде всего движущей силой межфазного массопереноса, состоящей из трех частей разности потенциалов Планка (V-ik [c.59]

Если реакция проходит со значительным положительным тепловым эффектом, то при протекании ее во внешнедиффузионной области температура поверхности частиц значительно больше температуры газового потока. Разогрев поверхности частиц катализатора (распространяющийся в результате теплопроводности в их объем) происходит потому, что процессы переноса тепла и вещества подобны и движущие силы их (С — с) и (Гпов—Т об) пропорциональны. Разница температур газового потока и поверхности частиц катализатора, как и концентраций реагента в объеме и на поверхности, при протекании реакции во внешнедиффузионной области максимальна. На скорость реакции это явление влияния не оказывает, так как она определяется скоростью диффузии, но оно может сильно изменить селективность процеоса. [c.140]

Опытные данные многих исследователей однако не подтверждают вытекающей из аналитического решения Нуссельта однозначной зависимости отношения Кш/ин от безразмерного комплекса Пю. Расхождение между теоретическими и опытными данными обусловлено ошибочностью принятой при аналитическом решении предпосылки, что механическое взаимодействие между движущимся паром и пленкой конденсата приводит лишь к изменению средней скорости и толщины пленки, но не влияет на режим ее течения. В действительности же, как показывают исследования Бермана [26, 30], Фукса [139, 140] и других авторов, паровой поток вызывает благодаря действию силы трения на поверхности раздела фаз изменение профиля скоростей в поперечном сечении пленки и соответственно изменение средней скорости и толщины пленки при сохранении ламинарного режима ее течения и с другой стороны является источником возмущений, вызывающих существенную перестройку режима течения пленки, ускоряющему переход от ламинарного течения к волновому и турбулентному. Соответственно изменяется и механизм переноса тепла через пленку конденсата, когда чисто молекулярный перенос дополняется даже при малых значениях Кепл более интенсивным конвективным переносом. [c.134]

Первоначальные исследования теплопередачи при пенном режиме были осуществлены в Ленинградском технологическом институте имени Ленсовета [179, 195, 234]. Опыты проводили при низкой температуре охлаждаемого воздуха (ip 28 °С) и при полном насыщении его водяными парами на входе и выходе из аппарата. Этот прием использован с целью элиминировать влияние переноса теплоты при испарении воды или конденсации паров, поскольку основная задача работы — изучение пенных аппаратов и в первую очередь влияния гидродинамических парад1етров пенного режима на показатели теплопередачи в слое пепы — ш г . При определении величин А т и р по опытным данным движущую силу тепло- и массопередачи при теплообмене определяли по формулам для перекрестного тока жидкости и газа (П.8) и (11.12). [c.96]

Для теплообмена, связанного с пленочным кияением, Л. А. Бромлей [Л. 237] получил соотношение яа основе модели, которая в основном идентична с пленочной теорией Нуссельта для конденсации. Нринято, что пленка пара, прилегающая к греющей поверхности, увеличивается иод влиянием выталкивающих сил и через эту пленку тепло переносится путем теплопроводности. Результирующее соотношение для вертикальной стенки идентично с уравнением (12-9), с единственным отличием плотность р в этом уравнении должна быть заменена разностью (р —Р ) плотностей жидкости и пара. Иными словами, в уравнение должны быть введены характеристики пара. Было найдено, что соотношение для горизонтальной трубы, аналогичное уравнению (12-9), находится в согласия с экспернмен-тальными результатами, когда вводилась поправка, учитывающая, что перенос тепла радиацией через пленку пара увеличивает толщину пленки пара и что жидкость оказывает трение на движущуюся пленку пара. [c.428]

Вопросы интенсификации и энергосбережения рассмотрены на примере сушки дисперсных материалов с небольшим внутриднффузион-ным сопротивлением переносу тепла и влаги в [93]. Не вдаваясь в подробности анализа, отметим, что применительно к сушке суспензионного ПВХ интенсификация может быть достигнута уменьшением расхода воздуха на сушку, повышением концентрации материала, движущей силы процесса сушки и относительных скоростей газа и частиц матери-ала. Снижение расхода воздуха на сушку приводит также к уменьшению мощности тяго-дутьевого оборудования и типоразмеров оборудования пылеулавливающего тракта. [c.102]

Теплообмен (англ. heat ex hange) — процесс переноса энергии в форме тепла, происходящий между телами с различной температурой. Теплообмен происходит в аппаратах технологических установок нефтегазопереработки при непосредственном контактировании сред с разной температурой, а также в поверхностных аппаратах, например, в трубчатых печах, теплообменниках при нагревании исходного сырья и охлаждении получаемых продуктов. Движущей силой теплообмена является разность температур между более и менее нагретым телами, при наличии которой тепло самопроизвольно в соответствии со вторым законом термодинамики переходит от более нагретого телу к менее нагретому. В результате теплообмена интенсивность движения частиц более нагретого тела снижается, [c.169]

За счет подвода тепла в кипятильник и отвода тепла из дефлегматора в колонне создаются встречные потоки пара и жидкости, что -приводит к возникновению движущих сил, вызывающих межфазовый перенос вещества. При изменении величин энтальпии пара и жидкости по высоте колонны могут существенно измениться количества потоков пара и жидкости по высоте секций. Фракция, содержащая легколетучие компоненты (дистиллят), отводится из верхней части колонны в виде насыщенного цара или в виде жидкости. Фракция труднолегу-чих компонентов (кубовый остаток) отбирается в нижней части колонны, как правило, в виде кипящей жидкости. [c.17]

Р. Брадехов и Е. Майер [214] изучали процессы тепло- и массопередачи в неподвижном и кипящем слоях крупных частиц. После выдержки в воде в течение 24 ч частицы высушивались потоком воздуха при комнатной температуре. Температура частиц регистрировалась по показаниям термопар, заделанных внутрь частиц, причем температура их поверхности считалась равной температуре мокрого термометра. Коэффициенты тепло- и массоотдачи были определены из уравнений тепло- и массообмена. В качестве движущих сил прицимались среднелогарифмические разности температур и влагосо-держаний. В результате этого исследования авторы предложили для фактора переноса вещества выражение [c.119]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология