Эффективная диффузия тепла

В этом смысле техника псевдоожижения позволяет создавать системы с заранее заданными свойствами. Варьируя одну только скорость фильтрации газа, можно изменять коэффициент эффективной диффузии тепла в псевдоожиженном слое от долей до десятков см сек, т. е. до значений, в десятки раз больших, чем для серебра. Коэффициент теплообмена слоя с омываемой им поверхностью можно изменять от 20—30 до нескольких сотен (а в некоторых условиях и тысяч) вт/ м -град) при малых скоростях газа за счет лишь небольшого их изменения (например, от 0,1 до 0,3 м сек). Поэтому псевдоожиженный слой может служить удобным средством регулируемого по программе нагрева или охлаждения различных тел. [c.3]

Межфазовый теплообмен, теплоотдача слоя и эффективная диффузия тепла в псевдоожиженных системах [c.51]

ЭФФЕКТИВНАЯ ДИФФУЗИЯ ТЕПЛА [c.105]

Эффективная диффузия тепла в виброкипящих слоях пока изучена слабо. По этому вопросу можно отметить лишь отдельные публикации [Л. 237, 328, 329]. [c.111]

При исследовании нестационарного перемешивания теплоносителя в пучке витых труб использовался метод диффузии от системы линейных источников тепла, впервые примененный для исследования стационарного перемешивания в таких пучках [9]. Этот метод заключается в исследовании процесса диффузии тепла от группы нагретых труб вниз по потоку. Для экспериментальных установок и участков различного масштаба обычно нагревались группы из 7 и 37 витых труб [39]. При исследовании нестационарного тепломассопереноса на пучках с 127 трубами нагревалась центральная зона из 37 витых труб. Нагрев труб осуществлялся благодаря их омическому сопротивлению при пропускании электрического тока. Создаваемая при этом неравномерность тепловыделения по радиусу пучка формирует неравномерность полей температуры теплоносителя, в качестве которого использовался воздух. Неравномерность температур частично выравнивается благодаря межканальному поперечному перемешиванию теплоносителя. Этот процесс характеризуется эффективным коэффициентом диффузии который определяется путем сопоставления экспериментально измеренных и теоретически рассчитанных полей температур в рамках принятой модели течения гомогенизированной среды, которая заменяет течение теплоносителя в реальном пучке витых труб. [c.56]

Таким образом, в случае тепловой нелинейности жидкой или газообразной среды процесс образования динамической решетки высокой эффективности (за счет (Эи/Э7)р) имеет задержку, определяемую временем пробега звуком периода этой решетки. Процесс же стирания такой решетки обусловлен диффузией тепла. [c.186]

Зародыши кристаллизации формируют иерархически соподчиненный статистический ансамбль, характеризуемый распределением тепла Q по координате и ультраметрического пространства. В рамках такого представления процесс кристаллизации сводится к эффективной диффузии частицы с координатой д по узлам иерархического дерева, положение которых задает время и. Процесс диффузии описывается уравнением Ланжевена (2.100) с белым шумом (2.101) и эффективным коэффициентом диффузии (температуропроводностью) х соответствующее уравнение Фоккера—Планка имеет вид (2.102). Стационарные распределения тепла и его потока даются выражениями (2.104), (2.105). Условие сохранения потока (2.93) определяет распределение (2.95) теплоты кристаллизации в ультраметрическом пространстве. Будучи слабо зависимым от и, поведение ансамбля зародышей задается синергетическим потенциалом (2.99), который имеет максимум при критическом тепловом эффекте (2.108) (см. рис. 36). Подобно формированию закритического зародыша в ходе фазового перехода первого рода [102], преодоление барьера обеспечивающее закритический тепловой эффект д> д., происходит за время (ср. с (2.106)) [c.219]

Систематизированы результаты теоретических и экспериментальных исследований физических и механических, в том числе упругих свойств одно- и многофазных поликристаллических систем. Изложены современные методы оценки свойств анизотропных систем, описаны эффективные характеристики процессов распространения тепла, прохождения тока, диффузии и фильтрации в однофазных гетерогенных материалах. Показаны возможности оптимизации конструкций и технологических процессов получения материалов с благоприятной анизотропией свойств. Приведены аналитические выражения для расчета упругих и термоупругих характеристик материалов. [c.318]

Наличие дополнительного эффективного механизма переноса тепла вследствие концентрационной диффузии позволяет осуществить процессы регенерации тепла и конденсации в компактных теплообменных аппаратах [1.39]. [c.32]

Методы расчета тепло- и массообмена в контактных аппаратах, как правило, основаны на использовании коэффициентов переноса, отнесенных к площади поверхности контакта и объему реактивного пространства, коэффициентов эффективности и полезного действия, безразмерных комплексов, включающих произведение коэффициентов переноса на площадь поверхности контакта. Каждая группа методов характеризуется своими особенностями, но все они основаны на эмпирических, в том числе критериальных уравнениях. При этом числа подобия получены из общих уравнений движения, сплошности, теплопроводности и диффузии, выведенных для бесконечно малого объема среды, отражающих элементарный акт переноса, но не учитывающих в должной мере тепло- и массообмена в аппарате в целом. [c.4]

До последнего времени для решения уравнений теплопроводности и диффузии обычно использовались метод разделения переменных, метод мгновенных источников, методы, основанные на применении функций Грина, Дирака и др. Эти классические методы предполагают отыскание в первую очередь общего решения и его последующее приспособление к частным условиям конкретной задачи. Детальное освещение классических методов решения уравнений переноса можно найти в фундаментальной работе А. Н. Тихонова и А. А. Самарского (Л. 7]. Получаемые классическими методами решения, однако, не всегда оказываются удобными для практического использования. Так, иногда требуется получить приближенные соотношения, в которых режимные параметры процесса должны быть отделены от физических характеристик тела или системы тел, взаимодействующих с окружающей средой. Эти важные для практики соотношения бывает затруднительно получить из классических решений. Еще большие осложнения возникают при решении систем дифференциальных уравнений тепло- и массопереноса классическими методами. Под влиянием запросов техники за последние десятилетия инженерами и физиками стали широко применяться операционные методы решения. Основные правила и теоремы операционного исчисления получены киевским профессором М. Ващенко-Захарченко [Л. 8]. Наибольшее распространение они нашли в электротехнике благодаря работам Хевисайда. Этот метод оказался настолько эффективным, ЧТО позволил решить многие проблемы, считавшиеся до его появления почти неразрешимыми, и получить решения некоторых уже рассмотренных задач в форме, значительно более приспособленной для численных расчетов. [c.79]

Обычно в литературе описываются два основных подхода к анализу эффективной тепло- и электропроводности композиционных материалов, состоящих из непрерывной полимерной матрицы и волокнистого армирующего наполнителя. Первый и наиболее простой подход основан на допущении о том, что композиционный материал можно рассматривать как систему сопротивлений. Такой подход является универсальным для любого явления проводимости и буква к обозначает любой коэффициент проводимости — коэффициент теплопроводности, удельную электропроводность, коэффициент диффузии и диэлектрическую постоянную или диэлектрическую проницаемость. [c.288]

Динамические характеристики важны для создания математических моделей объектов. Особенно при необходимости упрощения последних, возникновении непреодолимых трудностей теоретического определения коэффициентов переноса (эффективной теплопроводности, диффузии и т.п.), химической, сорбционной кинетики, кривых сушки и др. Использование для этой цели системы дифференциальных уравнений сохранения (неразрывности, движения, импульса и диффузии) в частных производных (см. пп. 1.5.1. 1.5.2. 3.5.2 3.18 книги 2 настоящей серии), дополненной уравнениями состояния, фазового равновесия, кинетики и краевыми условиями (см. пп. 7.1.3, 7.4.3, 7.5.1 книги 1 настоящей серии) часто излишне трудоемко или невозможно из-за сложности протекающих в объекте процессов. В этом случае указанные коэффициенты определяют с помощью динамических характеристик, полученных опытным путем на физических моделях, натурных объектах, применяют типовые математические модели тепло- и массообменных аппаратов. [c.287]

Характерным представителем многокомпонентной природной среды служит верхняя атмосфера планеты, отличительной особенностью которой является непосредственное воздействие радиационных факторов при одновременных разнообразных химических превращениях в сочетании с процессами тепло- и массопереноса. Под воздействием интенсивного солнечного электромагнитного излучения происходят разнообразные фотохимические процессы - фотоионизация, фотодиссоциация, возбуждение внутренних степеней свободы (в том числе возбуждение электронных уровней) атомов и молекул. Эти процессы сопровождаются обратными реакциями ассоциации атомов в молекулы, рекомбинации ионов, спонтанного излучения фотонов и ударной дезактивации. Свойства газа формируются в гравитационном и электромагнитном полях при этом важную роль играют процессы молекулярной и турбулентной диффузии и теплопередачи (в том числе и излучением) при различной степени эффективности коэффициентов молекулярного и турбулентного обмена на разных высотных уровнях. Возникающие температурные, концентрационные и барические градиенты приводят к развитию разномасштабных гидродинамических движений, характер которых до основания термосферы сохраняется турбулентным. Определенное воздействие на состав, динамику и энергетику верхней атмосферы оказывает также солнечное корпускулярное излучение и некоторые дополнительные источники энергии (такие как приливные колебания, вязкая диссипация энергии магнитогидродинамических и внутренних гравитационных волн и др.). [c.68]

Общие сведения об эффективной диффузии тепла (эффективной температуропроводности) псевдоожижен-ного слоя можно найти в монографиях Л. 27, 97, 141]. [c.105]

Методы экспериментального исследования перемешивания теплоносителя в поперечном сечении пучка витых труб на стационарном режиме были рассмотрены в работе [39]. Это — классические методы исследования переносных свойств потока методы диффузии тепла (вещества) от точечного источника, непрерьшно испускающего нагретые частицы воздуха (или газа другого рода) в основной поток, и метод диффузии тепла от линейного источника, трансформированные с учетом особенностей течения в пучке витых труб, а также его конструкции. При этом для проведения экспериментов и обработки опытных данных использовалась гомогенизированная модель течения. Измерения полей температуры и скорости потока проводились вне пристенного слоя, а теоретически рассчитанные поля температуры теплоносителя и скорости потока бьши непрерьшны в пределах диаметра кожуха пучка. При этом считалось, что в пучке течет двухфазная гомогенизированная среда с неподвижной твердой фазой. При исследовании эффективного коэффициента турбулентной диффузии в прямом пучке витых труб первым методом диаметр источника диффузии бьш равен диаметру витой трубы с , а сам источник перемещался относительно выходного сечения пучка, гделроизво-дились измерения полей скорости. Однако эти отклонения от известного метода диффузии не стали препятствием для использования понятия точечного источника в пучке витых труб при достаточно больших расстояниях от него, где измеренные поля температур практически не отличались от гауссовского распределения [39]. Этот метод, основанный на статистическом лагранжевом описании турбулентного поля при изучении истории движения индивидуальных частиц, непрерьшно испускаемых источником, используется в данной работе и для определения эффективных коэффициентов турбулентной диффузии в закрз енном пучке витых труб, но при неподвижных источниках диффузии. [c.52]

Как известно, высокие значения эффективных коэффициентов температуропроводности Лэфф псевдоожижен-ного слоя обусловлены в основном перемешиванием твердой фазы. Из-за отсутствия удовлетворительных обобщенных зависимостей перемешивания материала в свободном (незаторможенном) псевдоожиженном слое нет их и для диффузии тепла. [c.105]

При переходе от низкотемпературных псевдоожиженных слоев к высокотемпературным можно ожидать увеличения Лэфф при прочих равных условиях, так как теплообмен сблизившихся частиц через разделяющую их прослойку газа будет интенсивнее как из-за увеличения теплопроводности газа, так и благодаря лучистому обмену, происходящему даже между отдаленными, но видящими одна другую частицами. Вклад лучистого обмена в эффективную температуропроводность слоя может быть поэтому особенно велик для систем с пониженной концентрацией твердых частиц. В высокотемпературных псевдоожиженных системах, видимо, должен претерпеть изменения характер зависимости коэффициента диффузии тепла от диаметра частиц и скорости фильтрации. В частности, из-за повышения роли лучистой составляющей можно ожидать ослабления зависимости Лзфф (в том числе и максимальных) от диаметра частиц. [c.106]

В теории Тейлора переноса завихренности, формально от-вечаюш.ей равенству <з = 0,5, было получено качественное согласие с опытом расчетные профили температуры по этой схеме оказались более заполненными", однако степень совпадения расчета с опытом все еще оставалась неудовлетворительной. В частности, следует напомнить, что при эксперименте в свободных турбулентных течениях всегда наблюдается большая толщ.ина эффективного теплового слоя, чем динамического, и более быстрое падение температуры по оси струи, чем скорости. Иными словами, турбулентная диффузия тепла (вещества) протекает быстрее, чем количества движения. [c.82]

Рассмотрены расчетные методы определения коэффициентов переноса (диффузии, тепло- и электропроводности, модуля упругости и др.) в неоднородных средах (композиционные, зернистые и волокнистые материалы, керамические и связанные материалы, нефте- водо- и газонасыщепные грунты, материалы с различными фазовыми состояними). Приведено сопоставление расчетных и экспериментальных данных применителыю к эффективным теплообменным аппаратам, тепловой изоляции, работающей при низкой и высокой температурах. [c.248]

Установлено, что конвективные температурные аномалии играют существенную роль в тепловом балансе океана [126]. В моделях общей циркуляции океана мезомасштабный перенос тепла обычно считается диффузионным (пропорциональным локальному градиенту температуры) [154, 96, 134, 125]. В моделях, использующих постоянный коэффициент диффузии, средний радиус температурной аномалии увеличивается по закону (Д) В моделях, построенных на нелинейном коэффициенте диффузии, пропорциональном градиенту температуры, рост среднего радиуса еще более слабый (Д) Как следует из результатов, изложенных в разделах 3 и 4, хетонная теория и численные эксперименты убедительно указывают на линейный закон (Д) I, приводящий к более эффективному переносу тепла по сравнению с диффузионным. Проблема построения физически обоснованных параметризаций, учитывающих недиффузионный характер переноса тепла хетонами, к настоящему времени полностью не решена [118, 147, 102]. Подход к этой проблеме, основанный на описании динамических и статистических процессов в рамках равновесной статистической теории предложен в [87, 88], а в неравновесной кинетической теории — в [102]. [c.606]

Вторая глава посвящена основным теоретическим положениям тепломассометрии обоснованию методов и средств раздельного определения компонентов внешнего тепломассообмена, когда потоки теплоты и массы переносятся главным образом конвекцией и излучением, и внутреннего тепломассопереноса, в котором превалируют диффузия и теплопроводность. Приведено описание новых методов комплексного измерения эффективных теплофизических характеристик (ТФХ) материалов и продуктов, подлежащих технологической обработке теплом или холодом. [c.8]

Как уже отмечалось, теплообменный аппарат с закрученным пучком витых труб позволяет обеспечить более равномерное поле температур в поперечном сечении пучка при азимутальной неравномерности подвода тепла благодаря дополнительному механизму переноса путем закрутки потока теплоносителя относительно оси пучка по сравнению с прямым пучком витых труб. При этом происходит интенсификация теплообмена в пучке и несколько повышаются гидравлические потери в межтрубном пространстве аппарата. Интенсивное выравнивание неравномерностей поля температур в поперечном сечении пучка повыщает надежность работы теплообменного аппарата, а интенсификация теплообмена улучшает его массо-габаритные характеристики. Для расчета полей температур в закрученных пучках требуется изучить процесс тепломассо-переноса и определить эффективный коэффициент турбулентной диффузии Лг, или безразмерный коэффициент/Г3, определяемый по (4.3) и используемый для замыкания системы дифференциальных уравнений, описывающих течение в пучке. [c.110]

При обсуждении вопроса о теплоотдаче конденсирующегося пара, содержащего воздух, было отмечено, что коэсЙзициент а существенно зависит от того обстоятельства, сколь интенсивно диффундирует пар сквозь паровоздушную смесь вблизи поверхности жидкой пленки. Диффузия лежит также в основе множества других физических и химических процессов, таких, как горение угольной пыли, адсорбция вещества из растворов кусковым материалом, цементирование или хромирование металлических изделий, испарение жидкостей в газовую среду, сублимация, разделение изотопов и т. п. Не во всех случаях ход диффузии нужно связывать с переносом тепла. Часто диффузия эффективна по одному тому, что она в условиях практически однородной температуры приводит к направленному переносу массы одного из компонентов системы под действием соответствующей силы. Под таким углом зрения решается, например, задача о количестве воды, испаряющейся в естественных, изотермических условиях с поверхностей водоема или подлежащего сушке влажного материала. Включение вопроса об изотермической диффузии в курс теплопередачи оправдано тем обстоятельством, что закономерности переноса тепла, с одной стороны, и диффузионного переноса массы, с другой стороны, оказываются в определенных границах аналогичными и рассчитываемыми единообразным способом. [c.179]

Конечно, при использовании результатов подобного обсчета моделей следует иметь в виду заложенные в них условности и проверить результаты прямым или хотя бы косвенным сопоставлением их с экспериментом, чтобы избежать дезориентации, вызванной ограниченностью модели. Поэтому с осторожностью следует отнестись и к утверждению Л. 490] о том, что фирма Эссо с успехом применяет в расчетах контактирования газа с материалом модель псевдоожижения, редложенную еще в 1959 г. Мэем. Согласно этой модели весь газ контактирует с некоторым количеством материала, нет объемов газа, проходящих без всякого контакта, и в итоге при высоких слоях уходящий газ покидает слой, имея равновесное с материалом состояние. Основная масса газа проходит сквозь слоя в виде пузырей, двигаясь без всякого обратного перемешивания. Меньшая доля газа идет сквозь эмульсионную фазу, которая бурно перемешивается. Это перемешивание характеризуется эффективным коэффициентом диффузии. Между пузырями и эмульсией существует газообмен, связанный с разностью давлений газа в эмульсионной фазе и пузырях, а также с разрушением и возникновением пузырей. Этот обмен назван поперечным потоком. Относительный поперечный поток 3,0 означает, что пузырь, поднимаясь сквозь слой, обменивается с окружающей иелрерывной фазой количеством газа, равным трем объемам пузыря. Принято, что пузырь полностью лишен твердых частиц и в этом смысле все процессы тепло- и массо-обмепа и химического реагирования между газом и частицами происходят в эмульсионной фазе . [c.12]

Анализ радиационных последствий аварии с мгновенным поперечным разрывом напорного коллектора и отказом обратного клапана перед раздаточным групповым коллектором на АЭС с РБМК-1500 (146) Математическое моделирование распространения в водоемах теплых сбросных вод АЭС (157). Методология комплексного мониторинга на территории расположения АЭС (168). Построение камерной модели миграции радионуклидов по пищевой цепочке (176). Некоторые вопросы нормирования н рационального использования водных ресурсов при эксплуатации АЭС (195). Планирование мероприятий по радиационной защите населения при запроектных авариях на атомной станции (200). Особенности миграции радионуклидов в водоеме-охладителе (214). Определение эффективного коэффициента диффузии радионуклидов в образцах донных отложений водоемов при помощи сканирующего коллимированного детектора (231). Математическая модель воздействия тепловых сбросов АЭС на развитие мезомасштабных атмосферных процессов (236). Трофические связи хищник — жертва (251). [c.336]

При решении уравнений теплопроводности и диффузии, т.. е. дифференциальных уравнений несвязанного переноса, часто используется метод Даламбера. Для линейной системы обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами метод Даламбера является весьма эффективным средством нахождения первых интегралов П. С. Генри, а позднее Дж. Кранк и М. Смирнов показали, что аналогичную подстановку можно использовать для существенного упрощения-системы уравнений тепло- и массопереноса. Систему уравнений (4-1-2)— (4-1-3), например, можно привести к системе двух несвязанных уравне-- [c.179]

В процессе тренировки АЭ до Тк 1650°С склеивающий цемент спекается и конструкция канала становится жесткой. Срок службы АЭ при этом определяется только диффузией паров меди вдоль разрядного канала к его относительно холодным концам. В концевых трубках (2) канала (/) имеются восемь продольных щелевидных отверстий размерами 20x3 мм, предназначенные для ухода паров меди в тепло-изоляторы 7, 8), где они и конденсируются. В области щелей температура стенки трубки составляет около 1100°С. В старых конструкциях (АЭ ГЛ-201 и АЭ ГЛ-201Д) функцию одной щелевой керамической трубки выполняли две, соединенные между собой щелевой молибденовой втулкой. Последняя ограничивает долговечность АЭ, так как при длительной наработке в условиях высоких температур она становится хрупкой и в циклическом режиме разрушается. В разрядном канале удлиненного АЭ ГЛ-205Б используется пять центральных керамических трубок (рис. 8.2), каждая из которых имеет длину 165,5 мм. Генераторы паров меди (3) с цилиндрической молибденовой подложкой, которые являются самыми эффективными источниками паров меди, размещены между керамическими трубками на соединяющих их втулках (14) [223]. Молибденовая подложка имеет отверстия для свободного прохода расплавленной меди с поверхности подложки в зазор с керамической втулкой, и наоборот [224]. Введение перфорации позволило снизить вероятность деформации подложек. Расстояние между керамическими трубками составляет 20 и 30 мм соответственно в центральной и концевых зонах разрядного канала. Поэтому высота молибденовой подложки в крайних генераторах равна 28 мм, масса меди (марки MB) [c.208]

В процессе работы выяснилось, что более эффективной является диффузия в пленку растворителя, а не в капельки. В соответствии с этим были построены опытные лабораторные разделительные установки, в которых наблюдался эффект разделения, аналогичный эффекту разделения в газовом диффузионном методе. Для этого метода требуются источники тепла с перепадом температур от 10° до 18°, что делает возможным в перспективе использовать для таких установок отбросное тепло котлов. Для доработки метода группу Андреева намечается перевести в лабораторию завода № 817, который заинтересован в разработке этого метода для утилизации отбросного тепла и увлажнения отработанного кремнила. [c.663]

При больших числах Рейнольдса толщина П. с. очень мала по сравнению с характерными размерами тела. Поэтому почти во всей области течения, за исключением тонкого П. с., влияние сил вязкости несущественно по сравнению с инерционными силами, и жидкость в этой области можно рассматривать как идеальную. Одновременно вследствие малой толщины П. с. давление в нём в поперечном направлении можно практически считать постоянным. В результате весьма эффективным оказывается такой метод изучения обтекания тел потоком жидкости (газа), когда всё поле течения разбивается на две части — область течения идеальной жидкости и тонкий П. с. у поверхности тела. Течение в первой области изучается с помощью ур-ний движения идеальной жидкости, что позволяет определить распределение давления вдоль поверхности тела тем самым определяется и давление в П. с. Течение внутри П. с. рассчитывается после этого с учётом вязкости, теплопроводности и диффузии, что позволяет определить поверхностное трение и коэфф. тепло- и массооб-мена. Однако такой подход оказывается неприменимым в явном виде в случае отрыва потока от поверхности тела. Он неприменим и при малых Ке, когда влияние вязкости распространяется на довольно большую часть возмущённой области течения. [c.556]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...