Перенос тепла

Твердые частицы, содержащие оставшийся после возгонки углерод и отделенные от использованного доломита, поступают в топку-газификатор, которая работает также по принципу псевдоожиженного слоя. Состоящий из этих частиц слой продувается воздухом и паром и разделяется на две зоны. В нижней протекает в основном реакция горения с образованием СО2 и Н2О и повышением температуры до 1150°С. Частицы золы при такой температуре становятся липкими, агломерируют и оседают на дно аппарата, откуда их можно уже удалить. Таким путем обеспечиваются минимальные потери углерода. Циркулирующие в слое частицы переносят тепло в верхнюю зону слоя, где СО2 и Н2 реагируют с углеродом, образуя генераторный газ. [c.29]

Достоинство псевдоожиженных систем — высокая интенсивность теплообмена между слоем и омываемыми им поверхностями. Особенно большие значения коэффициентов теплообмена даже при осуществлении процесса псевдоожижения в обычных условиях достигаются в слоях мелкодисперсных частиц. Многочисленные экспериментальные исследования подробно изложены в ряде монографий [12, 18, 20, 49, 50]. При этом механизм переноса тепла, в котором, безусловно, главная роль принадлежит теплопроводности системы, сложен и много- образен. Поэтому теории, объясняющей влияние всех факторов на теплообмен, до сих пор не существует. Однако отдельные аналитические модели не только качественно правильно отражают особенности внешнего теплообмена в псевдоожиженном слое, но и при определенных условиях позволяют делать удовлетворительные количественные оценки. [c.57]

Несмотря на то что проведенное авторами сопоставление расчетных (по формулам (3.2) и (3.3)) и экспериментальных данных ряда исследователей дало в некоторых случаях неплохое согласование, игнорирование переноса тепла частицами неправомерно для мелкодисперсных псевдоожиженных слоев. [c.60]

При псевдоожижении мелких частиц наблюдался резкий скачок величины коэффициента теплообмена слоя с поверхностью сразу после начала псевдоожижения, что, по мнению авторов, является следствием действия в механизме теплообмена обусловленной движением пузырей конвективной составляющей переноса тепла частицами. Этот скачок менее заметен в слоях крупных частиц при повышенных давлениях, что объясняется увеличение.м вклада конвективной газовой составляющей в общий коэффициент теплообмена с ростом диаметра частиц и давления в аппарате и уменьшением при этом вклада переноса тепла частицами. Как правило, в экспериментах максимальные коэффициенты теплообмена соответствовали скоростям фильтрации газа, примерно на 30% превышающим о причем экспериментально определяемые величины оптимальной с точки зрения теплообмена скорости фильтрации газа с удовлетворительной точностью совпадали с рассчитываемыми по предложенной Тодесом корреляции (3.8). [c.72]

Для области 1 получено аналитическое решение при упрощающем допущении постоянства температуры Ti на границе раздела, вдоль всей ее длины с областью 2. Решение уравнения переноса тепла для области 2 найдено с помощью численных методов. [c.78]

В книге приводятся результаты теоретического и экспериментального исследования процесса термодиффузионного разделения в газовых смесях в стационарных и нестационарных условиях. Рассматриваются различные методы описания явления термодиффузии в газовых смесях. Описываются принципы стационарного и нестационарного метода экспериментального определения термодиффузионной постоянной. Рассматривается влияние термодиффузии и диффузионной теплопроводности на кондуктивный и конвективный перенос тепла. Найден вклад неидеальности компонент газовой смеси в характеристики процесса термодиффузионного разделения. В приложении приводятся экспериментальные и расчетные данные по термодиффузионной постоянной бинарных смесей газов. [c.208]

При исследовании теплоотдачи потоков газовзвеси выявлена ориентировочная граница между областями газовзвеси и флюидных потоков, определяемая критическим значением концентрации. Превыщение последней приводит к изменению структуры потока и механизма переноса тепла (гл. 6-8). Для этих условий было пред- [c.22]

Гидродинамическая теория теплообмена, как известно, основана на идее Рейнольдса об аналогии между процессами переноса тепла и количества движения. На основе рассмотренной выше модели процесса применим эту теорию к потокам взвеси при [х< хкр. [c.182]

Одновременно с переносом количества движения компонентами потока с их помощью происходит и перенос тепла. Его количество согласно тепловому балансу между ядром и пограничным слоем равно [c.183]

Промежуточный, буферный слой характерен тем, что здесь перенос тепла осуществляется как кондуктивным, так и турбулентным механизмами. В этом случае необходимо учитывать и молекулярные и турбулентные каса- [c.186]

Для дисперсных потоков подобный подход вряд ли приемлем. Ввиду трудности использования зависимостей (г) —(ж) определим перенос тепла к внешней границе вязкого подслоя по калорическому балансовому выражению, принимая согласно (6-3 ) = [c.187]

В (6-32) последний член призван отражать перенос тепла за счет турбулентности твердых частиц. Упрощенная модель процесса предполагает равномерное распределение частиц не только по сечению, но и по длине потока, а так же полностью игнорирует взаимодействие несущей среды и частиц. При этом не учитываются возможные изменения толщины пограничного слоя, профиля скорости и турбулентности жидкости, скольжение компонентов потока по осредненной и пульсационной скорости и пр. [c.199]

Примем для газовзвеси ввиду малой концентрации Pj = 0. Также учтем перенос тепла турбулентными пульсациями частиц и молей жидкости с помощью соответствующих турбулентных аналогов теплопроводности [c.203]

Перенос тепла излучением и оптическая термометрия тесно связаны, поскольку в обоих случаях необходимо иметь соотношение между термодинамической температурой и количеством и качеством тепловой энергии, излученной поверхностью. В конце 19 в. на основе только классической термодинамики и электромагнитной теории были получены два важных результата. Первый — закон Стефана (1879 г.), согласно которому плотность энергии внутри полости пропорциональна четвертой степени температуры стенок полости. Второй —закон смещения Вина (1893 г.), который устанавливал, что, когда температура черного тела увеличивается, длина волны максимума излучения Хт уменьшается, так что произведение ХтТ сохраняется постоянным. Доказательство закона Стефана основано на трактовке теплового излучения как рабочей жидкости в тепловой машине, имеющей в качестве поршня подвижное зеркало, и использовании электромагнитной теории Максвелла, чтобы показать, что действующее на поверхность давление изотропного излучения пропорционально плотности энергии. Закон Вина вытекает из рассмотрения эффекта Доплера, возникающего при движении зеркала. В обоих законах появляется постоянный коэффициент пропорциональности, относительно которого классическая термодинамика не могла дать информации. [c.312]

Оптическая термометрия занимает важное место в стекольной промышленности, где температуру стекла нужно измерять в различных условиях в тонких твердых или жидких слоях, в толстых заготовках или в больших расплавленных объемах. Передача тепла излучением через стекло является чрезвычайно сложным процессом [31, 40]. Во многих отношениях имеется сходство с переносом тепла или импульса через газ в промежуточной области между молекулярным и вязким состояниями. Средний свободный пробег молекул газа может быть уподоблен расстоянию, пройденному лучом в стекле до его поглощения, а именно а , где а — коэффициент поглощения. Величина а сильно зависит от длины волны и возрастает от малых значений при длинах волн ниже примерно 2,5 мкм до очень больших значений (>10 см ) для длин волн, превышающих 4 мкм. В промежуточной области между примерно 2,7 и 4 мкм величина а сильно зависит от температуры и меняется между 4 и 6 СМ . Эти большие изменения поглощения происходят именно в той длинноволновой области, на которую приходится основная часть теплового излучения стекла, нагретого до 1000—2000 К. [c.393]

Процесс переноса тепла теплопроводностью происходит между непосредственно соприкасающимися телами или частицами тел с различной температурой. Учение о теплопроводности однородных и изотропных тел опирается на весьма прочный теоретический фундамент. Оно основано на простых количественных законах и располагает хорошо разработанным математическим аппаратом. Теплопроводность, или кондукция, представляет собой, согласно взглядам современной физики, молекулярный процесс передачи теплоты. В металлах при такой передаче теплоты большую роль играют свободные электроны. [c.345]

Предположим, что через цилиндрическую однородную стенку переносится тепло при стационарном режиме от горячей среды с постоянной температурой Л и коэффициентом теплоотдачи ai, к холодной среде с постоянной температурой и коэффициентом теплоотдачи г (рис. 24-2). [c.375]

Дифференциальные уравнения для переноса тепла и массы вещества (31-9) и (31-10) полностью описывают внутренний тепло-и массоперенос. Решение этих уравнений при условии постоянства массообменных характеристик дает возможность теоретически рассчитать поле температуры и влагосодержания влажного материала. [c.508]

В гидроприводах с ]1асосами небольших мощностей (менее, С кВт) рабочая жидкость охлаждается обычно без применения специальных охладителей — путем теплового излучения и конвенционного переноса тепла окружающем с )сдой. Однако при болт.шнх мощностях и длительных режимах работы гидросисюмы необходимо применять для обеспечения требуемых температурных условий охлагк-дающие устройства (теплообменные устройства или охладители). [c.416]

Многочисленные экспериментальные исследования, описанные в [18, 20], показали, что зависимость максимальных.коэффициентов теплообмена псевдоожижениого слоя с поверхностью от диаметра частиц имеет немонотонный характер. Сначала с ростом диаметра наблюдается резкое падение атаь затем следует довольно широкий интервал значений а, когда изменения максимальных коэффициентов теплообмена незначительны, т. е. наблюдается область очень пологого экстремума функции атах = = f(d), и, наконец, начиная с d = 2—3 мм, происходит постепенное увеличение атах- Описанное явление, естественно, сопровождается изменением механизма теплообмена, сущность, которого объясняется смещением акцента с кондуктивного на конвективный перенос тепла фильтрующимся газом. [c.61]

Подробное описание работ, посвященных теплообмену псевдоожиженного слоя крупных частиц с поверхностью, проведено потому, что в слоях (крупных частиц) под давлением основная рЪль принадлежит конвективному переносу тепла, и именно доминирующим вкладом конвективной составляющей в общий коэффициент теплообмена в первую очередь объясняются высокие значения а, превосходящие (даже) при определенных условиях максимально достижимые величины при псевдоожижении мелких частиц. Боттерилл [69] показал путем сопоставления увеличения максимальных коэффициентов теплообмена с ростом давления, по данным [83], и конвективной составляющей, рассчитанной, согласно [75], при соответствующих условиях (табл. 3.1), что влияние давления на теплообмен между слоем и поверхностью не сводится лишь к росту конвективной составляющей, а имеется дополнительный фактор, подтверждающий мнение авторов [84, 85] об улучшении качества псевдоожижения, структуры слоя [27], упаковки частиц и более свободного их движения у поверхности теплообмена [69]. [c.65]

Боттерилл и Десаи [83], с одной стороны, изучали влияние давления на теплообмен псевдоожиженного слоя с поверхностью, а с другой — использовали его как фактор, изменяющий вязкость газа с целью выявления ее роли в механизме теплопереноса. Было найдено, что данные ряды экспериментов в атмосферах гелия, неона, воздуха и углекислого газа могут быть представлены в виде зависимости величины, обратной максимальному коэффициенту теплообмена, 1/ 1пах от комплекса (l/fe)X X (ц/р)[87]. Однако двукратного увеличения максимального коэффициента теплообмена, ожидаемого, в соответствии с приведенным соотношением, при изменении давления от атмосферного до 0,8 МПа в опытах [83] с плотным движущимся слоем не произошло При увеличении рабочего давления до 1 МПа во всех исследованных системах газ — твердые частицы коэффициенты возросли всего на 15%. Это позволило сделать вывод о том, что кинематическая вязкость не является главным фактором, который определяет интенсивность переноса тепла, и оказанное ею коррелирующее воздействие было случайно. В опытах с псевдоожиженным слоем наблюдалось существенное влияние изменения давления в аппарате на величину коэффициентов теплообмена с поверхностью при использовании в качестве сжижаемого материала крупных частиц узкого фракционного состава. Например, для псевдоожиженного воздухом слоя медной [c.69]

На рис. 3.6 показано влияние размера частиц на вклад коэффициентов теплообмена минимально псев-доожиженного слоя, ао, и максимальной конвективной составляющей переноса тепла частицами, tap, в обш,ий максимальный коэффициент теплообмена слоя с поверхностью [88]. Величина ао, как указывалось выше, соответствует газокомвективной составляющей. Причем в первом приближении она взята независимой от скорости фильтрации газа, так как избыточный газ проходит через слой в виде пузырей. Вместе с тем в работе [69] указано, что с ростом давления псевдоожиженный слой становится более однородным, размеры пузырей и скорость их движения заметно уменьшаются. Максимальная конвективная составляющая переноса тепла частицами определялась как разность между коэффициентами общим а и оо. С ростом диаметра частиц up уменьшается, а а = коив увеличивается, следствием чего является минимум на кривой a=f(d) [18, 20, 76]. [c.73]

Для определения конвективной составляющей переноса тепла частицами авторы [93] воспользовались пакетной теорией Миклея и Файербенкса, модифицированной А. П. Баскаковым. При этом трудноопределимый параметр — время контактирования пакета частиц с поверхностью— предложено рассчитывать, согласно [94], т. е. как для поршневого режима псевдоожижения [c.84]

В связи с изложенным выше в качестве первого приближения можно предложить следующую модель теплообмена псевдоожиженного слоя крупных частиц, в том числе и под давлением, с поверхностью. Исходной посылкой ее, как и в [76, 90, 93], служит рассмотрение общего коэффициента теплообмена как состоящего из трех аддитивных компонент конвективной составляющей коив, отражающей перенос тепла от поверхности движущимся потоком газа кондуктивной конд, учитывающей распространение тепла теплопроводностью, и лучистой. [c.92]

Для стабилизированного однофазного потока заменяют локальную скорость и температуру в ядре потока средней скоростью и средней (объемной) температурой. Так как для газов характерно число Прандтля, близкое единице, то коэффициенты мошекулярного переноса тепла и количества движения равны. Если также равны коэффициенты турбулентного переноса тепла и количества движения, то соотношение qls для турбулентного ядра и ламинарного слоя выражается одним уравнением. Так как толщина пограничного слоя мала, то отношение qjs принимается равным отношению этих величин у самой поверхности нагрева. При этом = [c.184]

Последнее выражение позволило в [Л. 309] прийти к выводу, что при предельном увеличении концентрации и Z— -оо усиление теплообмена за счет турбулентного переноса тепла частицами составит не более 30%. Такой результат, расходящийся со многими опытными данными и оценкой по теоретической зависимости (6-15), получен в результате ряда упущений и неоправдаиных упрощений. Так, например, для дисперсного и чистого потока е , I, ti i, и приняты одинаковыми. Иначе говоря, при таком подходе все улучшение теплообмена, вызываемое наличием и турбулентными перемещениями частиц, учитывается лишь изменениями в ядре потока, где термическое сопротивление и без того мало. Изменение в пограничном слое, где термическое сопротивление наибольшее и лимитирует результирующий теплопере-нос к стенке, полностью игнорируются. Поэтому естественно, что улучшение теплообмена лишь в пределах турбулентного ядра, без учета одновременно цроявляю-щихся важнейших изменений в вязком подслое дало предельный прирост для Nun/Nu лишь 30%. [c.202]

Чуханов 3. Ф., Высокоскоростной метод интенсификации конвективного переноса тепла и вещества, Изв. АН СССР, ОТН, 1947, № 10. [c.416]

Перенос тепла излучением может, разумеется, происходить и в противоположном направлении, повышая температуру чувствительного элемента, если на элемент попадает излучение какого-либо внешнего источника. Такая ситуация возникает, например, при измерении температуры прозрачной жидкости в комнате, освещаемой лампами накаливания. Следует помнить, что тепловой эффект измерительного тока в 1 мА эквивалентен выделению на чувствительном элементе мощности в 25 мкВт. Высокотемпературный источник теплового излучения, например лампа накаливания в 150 Вт на расстоянии 3 м от термометра, вполне может создавать в направлении термометра поток излучения до 20 Вт на стерадиан. Если между термометром и источником теплового излучения нет поглощающей среды, на термометр может попадать до 9 мкВт теплового излучения, что для некоторых типов термометров будет эквивалентно нагреванию на 1 мК. Выход из положения в этом случае состоит, например, в помещении термометра в непрозрачную трубку, заполненную легким маслом для улучшения теплового контакта со средой. Необходимо следить за тем, чтобы между применяемыми здесь материалами не [c.213]

В тесной связи с этим находится и упоминавшаяся выше проблема вычисления переноса излученного тепла между близко расположенными высокоотражающими поверхностями при очень низких температурах. При этих условиях длины волн, посредством которых передается основная часть тепловой энергии, становятся сравнимыми с расстояниями между поверхностями. Экспериментально было найдено [34], что если средняя длина волны превышает половину расстояния между отдельными поверхностями, го наблюдаемый перенос тепла превышает перенос, вычисленный по закону Стефана — Больцмана. Величина этого аномального переноса была точно предсказана в недавней теоретической работе [17]. Расчет основан на предположении, что поле низкотемпературного излучения вблизи металлической поверхности обусловлено тепловыми колебаниями электронов в двумерном слое у поверхности металла. Эти колебания вызывают как бегущие, так и квазистационарные волны. Первые формируют классическое поле излучения, наблюдаемое на больших расстояниях от поверхности, тогда как вторые ограничены областью вблизи поверхности. При сближении двух таких поверхностей квазистационарные волны становятся преобладающим [c.317]

Механизм и интенсивность переноса тепла зависят от характера движения жидкости в пограничном слое. Если движение внутри теплового пограничного слоя ламинарное, то тенло в направлении, перпендикулярном к стенке, иерепосится теплопроводностью. Однако у внешней границы слоя, где температура по нормали к стейке меняется незначительно, преобладает перенос тепла конвекцией вдоль стенки. [c.405]

При турбулентном течении в тепловом пограничном слое перенос тепла в нанравлении к стенке в основном обусловлен турбулентным перемешиванием жидкости. Интенсивность такого переноса тепла существешю выше интенсивности переноса тепла теплопроводностью. Однако непосредственно у стенки, в ламинарном подслое, перенос тепла к стенке осуществляется обычной теплопроводностью. [c.405]

В процессе конвективного переноса тепла харакгер течения жидкости имеет очень большое значе1ше, так как им определяется механизм теплоотдачи. Процесс переноса тепла на границе с поверхностью канала может быть выражен законом Фурье [c.406]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...