Теплообмен при фазовых превращениях

ТЕПЛООБМЕН ПРИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ [c.55]

Во множестве задач перенос теплоты через выделенную поверхность сопровождается переносом массы вещества (процессы на проницаемой поверхности, через которую вдувается охлаждающая жидкость или газ теплообмен при фазовых превращениях, химических реакциях). Такие процессы одновременного переноса теплоты и массы называют совместным тепломассообменом. [c.166]

ТЕПЛООБМЕН И СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРИ ФАЗОВОМ ПРЕВРАЩЕНИИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В КАНАЛЕ С ПОРИСТЫМ ВЫСОКОТЕПЛОПРОВОДНЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ [c.117]

Для теплообменника, в котором теплообмен протекает при фазовых превращениях, т. е. при постоянных температурах Тв и Тл, например в кипятильниках-конденсаторах, потери От могут быть вычислены по формуле [c.312]

ТЕПЛООБМЕН ПРИ ФАЗОВЫХ И ХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ [c.263]

Выделение при фазовом превращении теплоты неразрывно связывает процесс конденсации пара с теплообменом. [c.263]

Следует отметить, что нами рассматриваются свойства лабораторно чистой четырехокиси азота. В условиях работы энергетических установок в теплоносителе неизбежно присутствие примесей воды, азотной и азотистой кислот и других соединений, которые могут оказывать определенное влияние на теплообмен, особенно при фазовых превращениях (кипении). [c.12]

Для теплового и гидравлического расчетов разнообразных теплообменных устройств с пористыми элементами необходимо иметь информацию о механизме и интенсивности теплопереноса и гидравлическом сопротивлении при движении однофазного теплоносителя и теплоносителя с фазовыми превращениями в проницаемых матрицах различной структуры. Характер этих процессов в каждом конкретном случае зависит от геометрии устройства, условий подвода и направления потоков теплоты и теплоносителя. [c.3]

Все приведенные выше теплообменные устройства с проницаемым высокотеплопроводным заполнителем в каналах или межтрубном пространстве (см. например, рис. 1.3 и 1.10) могут быть использованы для организации фазового превращения потока теплоносителя. Отметим некоторые наиболее интересные конструкции испарительного элемента для сброса теплоты, подводимой к сплошной поверхности. В конструкции, показанной на рис. 1.11,д, охлаждающая жидкость распределяется по каналам 2 и при движении сквозь пористую матрицу 3 в окружающее пространство она поглощает теплоту и испаряется. Если такое устройство размещено в отверстии корпуса аппарата перед воздухозаборником реактивного двигателя, то в качестве испаряющейся жидкости можно использовать горючее последнего. В другом испарительном элементе пористое покрытие на теплоотдающей поверхности не имеет каналов, но выполнено трехслойным, с различной проницаемостью боковых и среднего слоев, причем последний имеет наиболее высокое гидравлическое сопротивление (см. рис. 1.11, 6). Охлаждающая жидкость распределяется по теплоотдающей поверхности стенки 1 внутри примыкающего к ней слоя 4 высокой проницаемости. Далее направления потоков теплоты и испаряющейся жидкости в пористой структуре совпадают — по нормали от теплопередающей поверхности. [c.14]

При подводе газа в пограничный слой через пористую стенку фазовое превращение теплоносителя отсутствует, но механизм теплообмена при этом имеет много общего с теплообменом при испарении. Поэтому теплоотдача при подводе вещества в пограничный слой рассматривается также в этой главе. [c.405]

В качестве примера на рис. 57 представлена схема такой установки. Для решения поставленных задач межфазовый массо- и теплообмен должен быть сведен к минимуму. С этой целью применяется воздух низкой температуры и его увлажнение производится на близком расстоянии от ступени. Опыты проводились только с крупнодисперсной влагой при дозвуковых скоростях. Таким образом представлялась возможность простыми средствами исследовать механические потери от влажности и движение крупных капель. Эти исследования не были затенены явлениями неравновесности и фазовых превращений. [c.168]

Однако для решения задачи о теплообмене во всей рассматриваемой многофазной системе, при наличии в определенных ее местах изменения агрегатного состояния теплоносителя, необходимо дополнить обычные граничные условия к этим уравнениям некоторыми новыми условиями, учитывающими наличие процесса выделения или поглощения скрытой теплоты фазового превращения, а также механическое взаимодействие фаз. [c.12]

Новая техника выдвинула трудную задачу построения теории теплообмена в сверхзвуковых потоках с учетом химических и фазовых превращений вещества. В ряде работ из этой области приводятся расчетные соотношения, полученные на основе упрощений и грубых приближений. Большинство исследователей при решении нестационарных задач по теплообмену использует замкнутую систему уравнений аэродинамики и уравнений кинетики химических превращений вещества. Однако не всегда эта замкнутая система уравнений является корректной. Например, часто приравнивают конвективный перенос вещества к скорости химической реакции, менаду тем как первое понятие относится к классу потоков и, следовательно, связано, с поверхностями одинакового потенциала -переноса, а второе характеризует изменение в объеме и по существу всегда скалярная величина. [c.16]

Тепловой режим конструкций энергетических устройств из композитных материалов (КМ) в ряде случаев характеризуется интенсивным теплообменом на поверхности, высокими скоростями изменения температуры во времени и большими градиентами температур внутри этих конструкций. При этом в материале возникают нелинейные физико-химические явления, которые часто ведут к снижению несущей способности конструкций. К ним относятся структурные фазовые превращения, взаимодействие компонентов, расслоение, температурные и структурные напряжения, изменение теплофизических, упругих, прочностных и других характеристик, реологические эффекты. Расчет предельного состояния конструкции, находящейся в таких условиях, должен включать описание процессов теплопроводности, термо- и вязкоупругости, кинетики химических реакций, аэродинамики фильтрующих газов, диффузии, а также требует из-за анизотропии свойств определения большого количества теплофизических и механических характеристик материалов. Точный расчет с учетом изменения характеристик от температуры весьма сложен, так как связан с решением нелинейных интегродифференциальных уравнений с переменными коэффициентами. На достоверность его результатов большое влияние оказывает трудность представления и выбора достаточно полно отражающей действительность модели процесса, связанного с необратимыми явлениями. [c.7]

Рассматривая теплообмен непосредственным соприкосновением, мы до сих пор полагали, что не происходит изменения агрегатного состояния среды. Изменение агрегатного состояния возникает в тех случаях, когда температура поверхности тела выше или ниже температуры фазового превращения среды при данном давлении. В первом случае теплообмен сопровождается кипением жидкой среды, во втором случае — конденсацией ее пара. В обоих случаях явление теплообмена усложняется рядом специфических особенностей, которые отличают этот процесс от обычного теплообмена твердого тела с однофазной средой. [c.373]

Пористыми теплообменными элементами (ПТЭ) будем называть устройства, в которых осуществляется теплообмен между проницаемой матрицей и потоком жидкости внутри нее. При этом теплоноситель претерпевает фазовые или химические превращения. Рассмотрим ПТЭ, в которых течение вызвано перепадом внешнего давления (а не капиллярным эффектом). [c.6]

В ряде случаев термодинамические процессы сопровождаются фазовыми или химическими превращениями, которые происходят в объеме рабочего тела (например, процессы сжатия или расширения в двигателях внутреннего сгорания). Тогда к рабочему телу подводится (или отводится) теплота и в том случае, когда теплообмен на границах тела с окружающей средой отсутствует. Одновременно может изменяться масса рабочего тела (газа), если отвод (подвод) теплоты сопровождается испарением (конденсацией) жидкой (паровой) фазы, распределенной в рабочем теле. Выделение (поглощение) теплоты в объеме рабочего тела принято характеризовать внутренними источниками (стоками) теплоты. При этом источники теплоты берутся со знаком плюс , а стоки - со знаком минус . [c.95]

Теплообменные устройства с испытывающим фазовое превращение теплоносителем внутри пористых элементов обладают рядом качественно новых свойств по сравнению с такими устройствами, где теплоноситель - однофазный. Одной из причин этого является особенно высокая интенсивность теплообмена при фазовом превращении теплоносителя внутри проницаемой матрищ>1. Структура потока и механизм теплообмена в этом процессе имеют ряд особенностей и качественно отличаются от аналогичных характеристик в каналах обычных размеров. Причиной этого является то, что размер пор значительно меньше капиллярной постоянной жидкости ajg p -р )]. [c.77]

Гетерогенные смеси, их движения, последствия воздействия на них, возникающие в них волны чрезвычайно многообразны, что является следствием многообразия комбинаций фаз, их структур, многообразия межфазных и впутрифазных взаимодействий и процессов (вязкость и межфазное трение, теплопроводность и межфазный теплообмен, фазовые переходы и химические реакции, дробление и коагуляция капель и пузырей, различные сжимаемости фаз, прочность, капиллярные силы и т. д.) и многообразия различных видов воздействия на смеси. Например, в га-зовзвесях образуются размазанные волны, структура и затухание которых определяются главным образом силами межфазного трения с газом и дроблением капель или частиц. В жидкости с пузырьками газа или пара из-за радиальных пульсаций пузырьков, помимо размазанных волп, характерными являются волны с осцилляционной структурой, сильно зависящей от процессов тепло- и массообмена, а также дробления пузырьков. Далее в конденсированных средах фазовые переходы, инициируемые сильными ударными волнами, могут привести к многофронтовым волнам из-за немонотонного изменения сжимаемости среды при фазовых превращениях. Своеобразные волновые течения с кинематическими волнами возникают и при фильтрации многофазных жидкостей. [c.5]

Статьи написаны научными сотрудниками ведущих теплотехнических учреждений страны ЦКТИ им. И. И. Ползунова, ВТИ им. Дзержинского, ЭНИН им. Кржижановского, Физико-энергетического института. Института высоких температур АН СССР, Ленинградского технологического института холодильной промышленности, Ленинградского политехнического института им. Калинина, Киевского института пищевой промышленности и др.—и являются в основном обобщениями докладов и сообщений, обсуждавшихся на семинарах и конференциях, созывавшихся Ленинградским отделением Совета АН СССР по комплексной проблеме Теплофизика и секцией Инженерные проблемы тепло- и массо-переноса в теплообменных аппаратах при фазовых превращениях Всесоюзного Совета Тепло- и массоперепос в технологических процессах Госкомитета СМ СССР по науке и технике. [c.4]

ТЕПЛООБМЕН — самопроизвольный необратимый процесс переноса теплоты, обусловленный градиентом темп-ры. В общем случае перенос теплоты может также вызываться неоднородностью полей др. физ. величин, напр, градиентом концентраций (см. Дюфура эффект). Различают след. виды Т, тепмпроводпость, конвекция, лучистый теплообмен, Т. при фазовых превращениях на практике Т. часто осуществляется неск. видами сразу. Т. определяет или сопровождает мн. процессы в природе (напр., эволюцию звёзд и планет, метеорологич. процессы на поверхности Земли и т. д.), в технике и быту. Во мн. случаях, напр, при исследовании процессов сутки, испарит, охлаждения, диффузии, Т. рассматривается совместно с массо-обменом. Т. между двумя теплоносителями (газами, жидкостями) через разделяющую их твёрдую стенку или через поверхность раздела между ними наз. теплопередачей. ТЕПЛООТДАЧА—теплообмен между поверхностью твёрдого тела и соприкасающейся с ней средой — теплоносителем (жидкостью, газом). Т. осуществляется конвекцией, теплопроводностью, лучистым теплообмеио.м. Различают Т. при свободном и вынужденном движении теплоносителя, а также при изменении его агрегатного состояния. Интенсивность Т. характеризуется коэф. Т,— кол-вом теплоты, переданным в единицу времени через единицу поверхности при разности темп-р между поверхностью и сре- [c.79]

Трубные пучки являются наиболее распространенными теплообменными поверхностями. Высокие прочностные свойства, технологичность изготовления, хорошие теплотехнические характеристики, удобства компоновки — все эти качества обеспечили трубным пучкам преимуш,ества перед другими поверхностями нагрева. В установках с повышенными давлениями пучки из круглых труб имеют бесспорный приоритет. Оребренные пучки обладают дополнительными достоинствами, которые обусловливают компактность и высокую приведенную интенсивность теплообмена. В теплообменниках из трубных пучков лрименяются различные теплоносители газы, капельные жидкости, жидкие металлы, двухфазные потоки. В ряде теплообменников на трубных пучках теплообмен происходит при фазовом превращении теплоносителей (кипение, конденсация). [c.3]

По вопросам исследования и расчета характеристик теплообмена и гидравлики в пучках труб опубликовано несколько обобщаюш их работ. В основном в них рассматриваются проблемы, относящиеся к течению в пучках однофазных потоков теплоносителей. Сравнительно слабо в литературе освещены теплообмен и гидравлическое сопротивление пучков труб при использовании двухфазных потоков, кипящего слоя, жидкометаллических теплоносителей, поверхностей нагрева с интенсификацией теплообмена и при фазовых превращениях теплоносителей. [c.3]

Изобарический процесс, протекающий при постоянном давлении (рис. 12. 6), например процесс подогрева или охлаждения яшдкости или газа в теплообменном аппарате, фазовое превращение — кипение или кон- [c.200]

ТЕПЛОЕМКОСТЬ (решеточная — теплоемкость, связанная с поглощением теплоты кристаллической решеткой удельная— тепловая характеристика вещества, определяемая отношением теплоемкости тела к его массе электронная — теплоемкость металлов, связанная с поглощением теплоты электронным газом) ТЕПЛООБМЕН (излучением осущесгв-ляется телами вследствие испускания и поглощения ими электромагнитного излучения конвективный происходит в жидкостях, газах или сыпучих средах путем переноса теплоты потоками вещества и его теплопроводности теплопровод-ноетью проходит путем направленного переноса теплоты от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящего к выравниванию их температуры) ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ (решеточная осуществляется кристаллической решеткой стационарная характеризуется неизменностью температуры различных частей тела во времени электронная — теплопроводность металлов, осуществляемая электронами проводимости) ТЕПЛОТА (иенарения поглощается жидкостью в процессе ее испарения при данной температуре конденсации выделяется насыщенным паром при его конденсации образования — тепловой эффект химического соединения из простых веществ в их стандартных состояниях плавления поглощается твердым телом в процессе его плавления при данной температуре сгорания — отношение теплоты, выделяющейся при сгорании топлива, к объему или массе сгоревшего топлива удельная — отношение теплоты фазового перехода к массе вещества фазового перехода — теплота, поглощаемая или выделяемая при фазовом переходе первого рода) ТЕРМОДЕСОРБЦИЯ — удаление путем нагревания тела атомов и молекул, адсорбированных поверхностью тела ТЕРМОДИНАМИКА — раздел физики, изучающий свойства макроскопических физических систем на основе анализа превращений без обращения к атомно-молекулярному строению вещества [c.286]

Приведенные примеры взаимодействия некоторых металлов и сплавов с кислородом и водородом не исчерпывают проблемы формоизменения под влиянием окружающей среды. Они лишь иллюстрируют часть вопросов этой проблемы. Большие размерные и структурные изменения происходят и при термоциклировании в среде, содержащей серу, галогены и их соединения, жидкие металлы и т. д. При этом могут иметь место разнообразные явления. Так, в теплообменных аппаратах с жидкометаллическим теплоносителем размерные изменения вызваны и массопереносом из одной части детали в другую [97, 180]. Материалы ядер-ного реактора распухают вследствие выделения газообразных продуктов деления [220]. Но и в тех случаях, когда взаимодействие со средой не сопряжено с большими размерными изменениями, оно сказывается на поведении металлов при термоциклировании даже в отсутствие значительных температурных градиентов в сечении детали. Предпосылкой для необратимого формоизменения металлов может явиться неодновременность развития фазовых превращений благодаря наличию в детали химической и структурной неоднородностей. [c.166]

Предсказание возможности выпадения конденсата или образования гидратов в газопроводе, а также зон, в которых могут иметь место этг явления, требует, конечно, достаточно надежного расчета всей газотермодинамической картины в трубопроводе с учетом трения, нестационарно- сти и неизотермичности процесса, обусловленной в большой мере теплообменом с внешней средой, а при более тонком подходе к проблеме — и многокомпонентности состава природных газов, т, е. раздельного рассмотрения термодинамического состояния каждой фракции. Фазовые превращения оказывают обратное влияние на температурный и гидравлический режимы в газопроводе, и оценка этого влияния также важна для полного представления о газотермодинамическом процессе в нем. Учет [c.738]

Первые шаги в изучении этих вопросов уже сделаны. Б. В. Шалимов и И. Е, Ходанович (1964) исследовали установившееся неизотермическое течение смеси реальных газов в газопроводе с учетом фазовых превращений отдельных компонент смеси (в предположении равновесности этого процесса). Теплообмен между потоком в трубопроводе и окружающей средой учитывался по формуле Ньютона, и считалось, что образующиеся при фазовых переходах частицы жидкости движутся со скоростью газа, а их выпадения из газового потока не происходит (целесообразность введения последнего допущения представляется спорной при рассмотрении течений в длинных газопроводах), [c.739]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...