Системы дисперсные

Во многих работах игнорируются реальные системы дисперсных структур, в первую очередь такие важные структурно-механические свойства, как тип структуры в целом, размеры и 4>орма частиц и пор и характер контактирования частиц между собой. Естественно, что эти структурно-механические свойства определяют картину теплообмена в дисперсной системе. На основе анализа структуры реальных, дисперсных материалов был получен ряд расчетных формул в [Л. 5-46 — 5-511 (рис. 5-36). [c.351]

Среди промышленных и аспирационных выбросов заметное место принадлежит туманам -аэрозольным системам, дисперсную фазу в которых составляют взвешенные в газовом потоке капли жидкости. [c.316]

В естественных дисперсных системах дисперсные выделения второй фазы образуются или при кристаллизации, или за счет распада пересыщенных твердых растворов. В этих системах получаются [c.472]

Изложены физико-химические основы науки о поверхностных явлениях и дисперсных системах. Дисперсные системы рассматриваются в соответствии с классификациями по агрегатному состоянию и степени дисперсности. [c.160]

При отборе проб аэрозольных частиц, атмосферных или находящихся в воздухе рабочих помещений, руководствуются общими правилами, установленными для контроля за состоянием воздушной среды и работой пылеулавливающих установок. Этими правилами определяются место, время суток и длительность отбора, число проб, скорость просасывания воздуха через пробоотборное устройство, расположение пробоотборных устройств и др. Правила отбора проб устанавливают, исходя из свойств аэрозольных частиц, характера и периодичности работы производства, используемой аппаратуры, метеорологических условий и рельефа местности. Кроме того, следует учитывать свойства самой аэрозольной системы дисперсный состав, концентрацию, температуру, давление, а также проходящие в ней процессы седиментации, коагуляции, испарения и конденсации. - [c.116]

При определенных условиях оказывается невозможным выделить отдельную частицу в ансамбле, поэтому необходимо рассматривать взаимодействие излучения со всей совокупностью дисперсного материала. Такого рода кооперативные эффекты могут наблюдаться, если в системе существует ближний порядок, а размер частиц, расстояние между ними и длина волны являются величинами одного порядка, причем счетная концентрация рассеивающих центров 10 1/см [128]. Как следует из (4.1), подобного рода кооперативные эффекты не характерны для рассматриваемых систем. [c.133]

Более совершенным является метод прямого измерения лучистого потока радиометром специальной конструкции [139, 143—148]. Применение двух модификаций этого прибора позволяет независимо измерять полный тепловой поток от слоя к поверхности и лучистый поток [145]. С помощью метода радиометра можно проводить измерения излучательных характеристик исследуемой системы и определять влияние на лучистый поток различных параметров. Измерения, выполненные этим методом, показали, что степень черноты дисперсной системы всегда выше, чем степень черноты поверхности использованных частиц, но может быть гораздо меньше 1 [143—145, 147, 148]. [c.137]

В некоторых работах [19] указывается, что в концентрированных дисперсных системах возможно нарушение закона Бугера. Представляют интерес экспериментальные работы, в которых проверяется выполнение закона Бугера в таких системах. Так, в [158] исследовалось ослабление широкого параллельного пучка света псевдоожиженным сдоем частиц белого электро- [c.139]

Рез льтаты экспериментальных исследований переноса излучения в концентрированных дисперсных системах позволяют сделать вывод, что при описании радиационного теплообмена в этих системах необходимо исследовать допустимость аддитивного представления различных процессов переноса и условия, при которых оно применимо, а также зависимость излучательных характеристик системы от свойств частиц и распределения температуры. Независимость степени черноты от структуры дисперсной среды позволяет выбрать достаточно простую модель систе.мы, [c.140]

Описанные выше качественные результаты, по-ви-димому, справедливы для высококонцентрированных дисперсных систем. Однако использование уравнения переноса излучения для таких систем по аналогии с гомогенными и разбавленными дисперсными системами обусловлено возможностью применения понятия однородного объема, характеризуемого некоторыми оптическими параметрами [46, 162]. Малый объем можно считать элементарным, если количество поглощенного и рассеянного излучения пропорционально его величине [162]. Интенсивность внешнего излучения должна оставаться приближенно постоянной в пределах этого объема, а количество содержащихся в нем частиц должно быть достаточным для статистически достоверного описания его характеристик средними величинами [162]. [c.145]

В работе [173] выполнен сравнительный расчет спектральных характеристик разреженной и концентрированной дисперсных систем. Для расчета переноса излучения в разреженной системе использовалось уравнение переноса, а для описания концентрированной - системы — модель стопы. Как оказалось, спектральные характеристики концентрированной и разреженной дисперсных систем, особенно в случае больших частиц, сильно различаются. [c.147]

В ранее использованной модели [163, 171] предполагалось, что элементарные слои, образующие стопу, имеют толщину, равную d, и их оптические характеристики принимались равными характеристикам частиц. Такая связь между свойствами элементарного слоя и образующих его частиц может быть использована по крайней мере в качестве первого приближения при плотной упаковке частиц. Если система частиц сохраняет высокую объемную концентрацию при неплотной упаковке, связь между параметрами элементарного слоя и образующих его частиц будет более сложной. Для расчета этой зависимости служит геометрическая модель элементарного слоя—двумерная модель дисперсной среды [177], в которой реальные частицы, расположенные случайным образом в одной плоскости, заменены системой регулярно расположенных в узлах плоской квадратной сетки с шагом 2ур сфер. В рамках геометрической оптики взаимодействие излучения с поверхностью не зависит от ее размеров [125], поэтому принято, что сферы имеют единичный радиус. Предполагается, что поверхность их диффузно отражающая, серая. Для расчета характеристик элементарного-слоя используется вспомогательная схема (рис. 4.1), образованная моделью 2 и двумя абсолютно черными плоскостями I и 3. Задав на а. ч. плоскости 1 поток излучения плотностью qb, можно найти коэффициенты отражения и пропускания модели rt и Т( по отношению потоков, попадающих на плоскости / и 5 после многократного отражения на частицах, образующих систему 2, к заданному потоку, а затем поглощательную способность и равную ей степень черноты. [c.149]

Теперь необходимо рассчитать компоненты потоков, порожденные фоновым излучением. Величины qbs и не определены, однако их можно связать с искомыми компонентами потока в системе. Рассматриваемая ячейка выделена из бесконечного набора ячеек, образующих модель дисперсной системы, и должна быть идентична всем остальным. Поэтому плотность потока, приходящего из ячейки на ее любую боковую грань, должна быть равна плотности поступающего на эту грань извне фонового излучения. Это условие позволя- [c.153]

С помощью системы уравнений (4.18) можно найти неизвестные компоненты qbs, q[ , р, бр, затем по известным потокам от всех элементов ячейки определить отраженный (на грань I), пропущенный (на грань п ячейки) и поглощенный дисперсной плоскостью потоки [c.154]

Пусть Тр <С. Т р. При этом Qi Tp) < .Qt Tp), Qn Т р) > (Т р). Для излучательной способности двумерной дисперсной системы будут справедливы следующие неравенства [c.158]

Анализ функции еэ(Тст, Тея, есл) позволяет сделать определенные заключения об области применимости методов измерения лучистого потока, описанных в параграфе 4.2, которые основаны на предположении об аддитивности лучистого и конвективно-кондуктивного потоков. Если средняя концентрация дисперсной среды вблизи поверхности достаточно высока и распределение температуры слабо зависит от радиационных характеристик системы (см. рис. 4.14), предположение об аддитивности будет справедливо. В то же время в разреженном слое профиль температуры вблизи поверхности существенно зависит от степени черноты частиц и стенки. При этом гипотеза об аддитивности радиационного и кондуктивно-конвективного переноса, по-видимому, ошибочна, а основанные на ней методы измерения некорректны. [c.180]

Забродский С. С. О теплообмене высокотемпературных псевдо-ожиженных слоев с поверхностями.— В кн. Тепло- и массообмен в дисперсных системах. Мн., 1965, с. 52—57. [c.201]

Другим отличием этого издания от предыдущего является определенное развитие теоретических и прикладных вопросов. Надеемся, что введенная в рассмотрение количественная мера степени проточности дисперсных систем — критерий проточности — окажется полезной для анализа не только тех случаев, которые разобраны в данной работе. Несколько увеличен объем последних глав, посвященных теплообменникам с дисперсными теплоносителями. В частности, приведены данные о высокотемпературных теплообменниках выделен раздел, кратко освещающий особенности ядерных реакторов с дисперсными системами, и пр. Однако методика расчета теплообменников изложена лишь с принципиальных позиций как в силу ограниченности объема книги, так и в связи с довольно детальным рассмотрением тепловых и гидромеханических процессов в предыдущих главах. [c.3]

В данной работе различные проточные дисперсные системы рассматриваются во всем диапазоне концентраций в качестве особого класса теплоносителей. Поэтому процессы массообмена и фазовых переходов из рассмотрения исключены, а структура потоков принимается двухкомпонентной и состоящей из монодисперсной среды — твердых частиц и газовой дисперсионной среды. Даже в такой постановке задача остается весьма сложной, что не позволяет в равной степени проанализировать все взаимосвязанные вопросы. [c.5]

Критерий проточности дисперсной системы [c.8]

Повышение температуры в аппарате с псевдоожи-женным слоем двояко сказывается на интенсивности внешнего теплообмена. Во-первых, происходит изменение теплофизических свойств дисперсного материала и ожи-жающего агента. Соответствующие изменения гидродинамики и теплообмена описаны в гл. 2, 3. Во-вторых, усложняется механизм передачи энергии — существенным становится радиационный перенос, роль которого в низкотемпературных системах пренебрежимо- мала. Быстрое возрастание вклада излучения в процесс теплообмена объясняется характером зависимости количества переносимой энергии от температуры. В случае теплопроводности и конвекции перенос энергии между двумя элементами рассматриваемого объема пропорционален разности их температур приблизительно в первой степени (с учетом нелинейности). Перенос энергии излучением в тех же условиях будет пропорционален разности четвертых или пятых степеней (с учетом нелинейности) абсолютных температур [125]. [c.130]

Псевдоожиженнцй слой представляет собой разновидность концентрированной гетерогенной среды — рассеивающей, поглощающей и излучающей (диапазон изменения порозности псевдоожиженного слоя 0,4—0,9 [3]). В дальнейшем под концентрированной дисперсной средой понимается система, концентрация частиц в которой соответствует этому диапазону. Явления, которые в принципе могут возникнуть при взаимодействии излучения с подобной системой, рассматриваются в работах [19, 20, 126]. В частности, Забродский предполагает существенность следующих эффектов [19] [c.131]

При выборе верхней границы диапазона длин волн излучения учитывалось, что уже при температуре 300°С в диапазоне /. = 0—10 мкм сосредоточено 75% излучения абсолютно черного тела [125]. Нижняя граница для d была принята с учетом дианазона размеров частиц, к которым в общем случае применима техника псевдоожижения [69]. Пределы изменения величины Ур соответствуют характерным для рассматриваемой дисперсной системы значениям порозности. Из неравенств (4.1) следует, что параметр рассеяния для частиц, составляющих дисперсную среду, больше 15 [125]. Вблизи от частицы будут справедливы законы геометрической оптики, а дифракционные возмущения, вносимые частицей в лучистый поток, будут накапливаться по мере удаления от нее. Расстояние, на кото- [c.132]

Наиболее совершенной в настоящее время является фотометрическая методика, различные варианты которой описаны в [139, 151 —154]. Сущность этой методики — в кино- или фотосъемке через прозрачное окно частиц слоя одновременно с укрепленной на внешней поверхности визира и погруженной в дисперсную среду моделью абсолютно черного тела. По отношению оптических плотностей изображений слоя либо отдельных ча стиц и модели а. ч. т. можно определить при известной температуре системы степень черноты слоя и образующих его частиц (чего не допускают все другие методы). С помощью киносъемки можно измерять динамические характеристики. Например, при известных свойствах частиц определять температуру отдельных частиц и скорость их остывания [154]. Исследования, выполненные с использованием этой методики, позволили одновременно проследить изменения структуры псевдоожи-жепного слоя вблизи.поверхности и лучистого потока при поочередной смене пакетов частиц и пузырей газа [139, 152]. [c.138]

Лредставляют интерес исследования сложного теплообмена в другой разновидности концентрированных дисперсных систем — плотном слое. При исследованиях этой среды оказывается возможным за счет вакууми-рования системы исключить конвекцию и теплопровод- ность газа и изучать только радиационный перенос в широком диапазоне температур [153—157]. Результаты этих работ свидетельствуют о том, что для нлотного слоя при обработке экспериментальных данных оказыва.-ется удачным предположение об аддитивности различных механизмов переноса энергии [157]. При этом перенос излучения учитывается введением-коэффициента лучистой теплопроводности [c.139]

Выполненными в [128] измерениями пропускания инфракрасных дисперсных фильтров (также относящихся к концентрированным дисперсным системам) не установлены отклонения от закона Бугера для этих систем. Измерения интенсивности рассеянного концентрированной системой света, порожденного узким падающим пучком, показали, что для некоторых направлений рассеяния (угол рассеяния порядка нескольких градусов) наблюдаются отклонения от закона Бугера [159]. По-видимому, в результате рассе 1ния происходит пространственное перераспределение энергии, которое становится заметным при рассеянии узких пучков. В то же время для полусферического рассеянного излучения в концентрированных дисперсных средах не происходит нарушения закона Бугера. [c.140]

Для таких дисперсных систем, как туман, дым, запыленный поток, характерна малая концентрация рассеивающих частиц, и предположение о независимости рассеяния излучения отдельными частицами оказывается справедливым [125]. В ряде работ [153—167] урав- нение перепоса было использовано для определения оптических свойств двух разновидностей концентрированной дисперсной системы плотного и псевдоожижен-ного слоя. При этом были получены следующие качественные результаты для дисперсной среды в отличие от сплошной яркость в направлении касательной к по- [c.144]

Сравнение различных методов расчета переноса излучения в дисперсных системах позволяет, на наш взгляд, сделать вывод, что наиболее адекватным по отношению к концентрированной дисперсной среде будет описани.е этого процесса на основании. модели стопы. Данную модель можно применять к грубодисперсным системам. Она позволяет учесть такие явления, как многократное отрада 147 [c.147]

Для определения коэффициентов отражения и пропускания элементарного слоя во вспомогательной системе (см. рис. 4.1) задается собствЙ1ное излучение с плотностью дь на а. ч. плоскости I. Собственное излучение частиц принимается равным 0. В этом случае при переходе от бесконечной системы (см. рис. 4.1) к ячейке (см. рис. 4.2) для сохранения подобия необходимо задать внешнее излучение как на грани I, принадлежащей плоскости 1, так и на боковых гранях е, f, g, h, чтобы моделировать поток, приходящий на рассматриваемый участок дисперсной плоскости от удаленных участков поверхности/. [c.151]

Результаты расчетов излучательной способности элементарного слоя по формуле (4.28) совпадают с вычисленными ранее по поглощению внешнего йзлуче-ния значениями е<. Формулы (4.26) — (4.28) позволяют определить степень черноты двумерной дисперсной системы, образованной излучаюш,ими частицами, при условии, что нельзя использовать данные по отражению внешнего излучения. Поскольку предполагается, что модель дисперсной среды образована серыми частицами, для кото рых справедлив закон Кирхгофа, равенство поглощательной способности at и степени черноты б( свидетельствует о правильности модели и соответствующих уравнений. [c.157]

Рассмотрим радиационный перенос. Профили температуры, представленные на рис. 4.8, позволяют определить влияние параметров системы на распределение 7 при Л = onst. Существенно различается зависимость T i) для концентрированной и разреженной дисперсных систем. При большом расстоянии между частицами, когда велико пропускание системы, вблизи ограничивающих поверхностей формируется незначительный температурный скачок. Аналогичное распределение температуры приведено в [125] для плоского слоя серого газа, находящегося в состоянии радиационного равновесия. [c.165]

В экспериментальных работах, как правило, не определялась степень черноты использованных частиц. Так как поверхностные свойства, к которым относится и степень черноты, легко изменяются, в частности вследствие загрязнений, результаты измерений для одного и того же материала у разных исследователей оказались различными. В связи с этим интересны экспериментальные исследования, методика которых позволяет измерять степень черноты как ожижаемых частиц, так и поверхности слоя [139, 152]. Сравнение полученных по этой методике значений есл, соответствующих измеренным одновременно величинам вр, с расчетной кривой Бел (ер) приведено на рис. 4.12. Все экспериментальные точки расположены ниже кривой есл(ер), что свидетельствует об определенной систематической ошибке. Чтобы выяснить ее причину, разберем, как измерялась величина ер. Сущность фотометрической методики определения степени черноты состоит в следующем. В высокотемпературный псведоожиженный слой погружается визирная трубка. Снаружи ее прозрачного окошка закреплена миниатюрная модель а. ч. тела. Через некоторое время после погружения в дисперсную среду модель нагревается до температуры окружающего слоя. Затем через визирное окно фотографируются модель а. ч. тела и прилегающая к ней часть дисперсной системы. Измерив оптическую плотность изображений среды и модели а. ч. тела, по отношению их яркостей можно вычислить степень черноты окружения модели а. ч. тела. [c.174]

Чтобы воспользоваться выражением (4.46), нужно знать функцию еэ(7 ст/ Тел, бел). Для ее расчета вернемся к результатам, полученным в подпараграфе 4.4.4. Применительно к условиям теплообмена неизотермиче-ского псевдоожиженного слоя с погруженной поверхностью плоский слой дисперсной среды соответствует неизотермичной зоне между-поверхностью теплообмена и ядром слоя. В эквивалентной этому слою модели стопы (см. рис. 4.7, а) О и N+1 ограничивающие поверхности представляют собой стенку теплообменника и ядро слоя с температурами Т ст и Тел- При фиксированной толщине неизотермичной зоны (число Л ), заданных степени черноты частиц и средней порозности слоя характеристики элементарного слоя стопы по-прежнему определяются формулами и уравнениями, приведенными в подпараграфе 4.4.2. Решение системы уравнений (4.38) позволяет найти возможное стационарное распределение температуры и величину лучистого потока по формуле (4.41). С помощью этого соотношения можно получить в явном виде функцию Еэ Тст, 7 сл, бел). Действительно, потоку, испускаемому псевдоожиженным слоем, соот- [c.176]

В книге излагаются основы теплопереноса и гидромеханики дисперсных систем, выделенных автором в особый класс сквозных потоков. Эти системы рассматриваются, главным образом для случая газ — твердые частицы , с единых позиций и во всем диапазоне концентраций от небольших величин (потоки газовзвеси) до предельно больших значений (движуищйся плотный слой). Анализируются межкомпонентные явления и внешние процессы, возникающие на границах подобных текучих систем. [c.1]

Наконец, третьим отличием является анализ ранее нерассмотренных состояний сквозных дисперсных систем (противоточные системы с тормозящими вставками падающий непродуваемый слой поперечное обтекание поверхности нагрева потоком газовзвеси, а в случае оребрения и вибрации —плотным слоем несвободное истечение слоя теплоносителя и др.). Следует подчеркнуть, что эти и ряд других вопросов нуждаются в дальнейшем развитии, обобщении и правильном приложении к конкретным аппаратам. [c.3]

Сквозные дисперсные потоки имеют многочисленные технические приложения пневмотранспорт ряда материалов, движение сыпучих сред в силосах и каналах, сушка в слое и взвеси (шахтные, барабанные, пневматические и другие сушилки), камерное сжигание топлива, регенеративные и рекуперативные теплообменники с промежуточным твердым теплоносителем, гомогенные и гетерогенные атомные реакторы с жидкостными и газовыми суспензиями, химические реакторы с движущимся слоем катализатора или твердого сырья, шахтные и подобные им печи — все это далеко не полный перечень. Возникающие при этом технические проблемы изучаются давно, но разрозненно и зачастую недостаточно. Исследование различных форм существования сквозных дисперсных систем в качестве особого класса потоков, выявление режимов их движения, раскрытие механизма теплообмена и влияния на него различных факторов (в первую очередь концентрации), использование полученных данных для увеличения эффективности существующих и разрабатываемых аппаратов и процессов — все это представляется как чрезвычайно актуальная и важная для современной науки и различных отраслей техники проблема. Так, например, применение проточных дисперсных систем в теплоэнергетике позволяет разрабатывать новые экономичные неметаллические воздухоподогреватели, высокотемпературные теплообменники МГД-установок, системы интенсивного теплоотвода в атомных реакторах, высокоэффективные сушилки, методм энерго технологического использования топлива и др. [c.4]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...