Системы теплопередачи

В работе [62] были проведены исследования ползучести нержавеющей стали 304 при экспозиции в потоке жидкого натрия с малым содержанием углерода (0,4—0,8)-10 % при температуре 600—700 °С. Эта среда хорошо имитирует условия в системе теплопередачи в типичном реакторе, работающем на быстрых нейтронах, охлаждаемом жидким металлом. Оказалось, что жидкий металл вызывает науглероживание стали, причем происходит не только повышение содержания атомарного углерода, но также выделение и рост карбидов. Науглероживание приводило к повышению сопротивления ползучести (т. е. к уменьшению скорости ползучести и увеличению длительной прочности) по сравнению [c.32]

Поскольку топливо из смеси продуктов деления с низкой удельной мощностью может обеспечить температуру порядка 250— 300° С, для передачи тепла от источника к термоэлектрическому преобразователю целесообразно использовать циркулирующий теплоноситель. В этом проекте теплоноситель не был выбран, но пригодным для этой цели могут оказаться жидкие металлы или некоторые органические жидкости. Такая система теплопередачи упрощает регулирование мощности, позволяет разместить термоэлементы вдали от источника излучений, гибкая конструкция трубопроводов может быть использована для смягчения ударных и вибрационных нагрузок. Как видно из рис. 7.15, теплоноситель нагревается в спиральном нагревателе, расположенном в тепловом блоке, и переносит тепло к горячим спаям термоэлементов. Отработанное тепло [c.177]

Мы займемся здесь применением различных методов теплопередачи, рассмотренных в разделах 1 и 6, к ядерным реакторам. При проектировании системы теплопередачи существенны следующие критерии [c.297]

Следует отметить, что каждое из уравнений состоит из двух главных членов. Один из них содержит скорость выделения тепла, длину труб, объем внутри реактора, занятый системой теплопередачи, и две разности температур. Следовательно, значение этого члена определяется конструкцией и условиями работы реактора и может быть изменено соответствующим подбором конструктивных и режимных параметров. Второй член в обоих случаях содержит только физические свойства теплоносителя [c.302]

При тепловых расчетах пользуются методом электро-тепловой аналогии. Тепловое сопротивление системы р—п-переход — вентиль — окружающая среда может быть представлено в виде суммы тепловых сопротивлений отдельных элементов системы теплопередачи. [c.50]

В системе теплопередачи жидкость нагревается в теплообменнике первичным источником энергии (например, электричеством, газом или жидким топливом). Жидкость непрерывно циркулирует в замкнутой системе. Горячая жидкость перекачивается насосом по трубопроводам к объекту, подлежащему нагреву эти трубопроводы составляют часть замкнутой системы (рис. 35). Теплота передается циркуляцией горячего масла по трубопроводу, проходящему в нагреваемом объекте, или через рубашку сосуда, окружающего объект. Кроме теплообменника, насоса, трубопроводов и рубашки, система передачи теплоты должна включать расширительное и выпускное устройства, так как жидкости, нагретые до средней по объему рабочей температуры, расширяются и увеличиваются в объеме до 25 %. В связи с этим важно, чтобы [c.74]

Имеются возможности выбора разных жидкостей, так как температурные интервалы их применения достаточно широки. В промышленности обычно выбирают экономически доступные жидкости, удовлетворяющие определенным требованиям. Этим и объясняется, что минеральные масла — наиболее широко распространенные теплоносители в системах теплопередачи без избыточного давления. Другое их преимущество состоит в том, что они не вызывают в системе коррозии. [c.76]

Термическое разложение большей части углеводородов начинается при температуре приблизительно 320 °С. Система теплопередачи должна быть рационально спроектирована для- избежания перегрева масла. Нагреватель для масла подобен аппарату для крекинг-процесса, если температура пленки жидкости на поверхности змеевика нагревателя достигает максимальной. Нормальная температура внешней поверхности пленки не должна превышать среднюю температуру циркулирующего масла более чем на 30 °С (если средняя температура в объеме 320 °С, то температура пленки может быть 350 °С). Этого достигают главным образом обеспечением регулируемой циркуляции жидкости через нагреватель. При этом необходимо создать условия турбулентного потока (рис. 36) за счет высоких скоростей потока жидкости. Не должно быть какого-либо непосредственного контакта пламени с трубопроводом нагревателя. При ламинарном режиме течения граничный слой жидкости на поверхности трубопровода неподвижен, поэтому происходит крекинг-процесс, сопровождающийся отложением углеродных соединений, которые препятствуют теплопередаче. [c.76]

Для соблюдения техники безопасности, более точного регулирования температуры и предотвращения опасности местного перегрева вместо непосредственного нагрева пламенем используют подогрев жидкостным теплоносителем. Системы жидкостной теплопередачи распространены в различных производственных процессах в химической, текстильной, бумажной, резиновой отраслях промышленности. В нефтяной промышленности часто пользуются системами теплопередачи для транспортирования и перекачки насосами вязких продуктов (например, битума и высоковязкого нефтяного топлива). [c.77]

Для защиты масла от возможного перегрева системы теплопередачи снабжают автоматическими устройствами, обеспечивающими безопасность работы. Сюда входят триггеры для выключения электрических нагревателей или горелок при прекращении циркуляции жидкости, электрические устройства для поддержания уровня масла в расширительном резервуаре. Если температура мине- [c.77]

Состояние жидкости системы теплопередачи можно приблизительно определить, регистрируя через определенные интервалы времени изменения свойств. Значительные изменения температуры вспышки в открытом тигле, вязкости или кислотности являются показателями деградации масла и могут указывать на необходимость его смены. Если качество масла вызывает сомнение, то лучше его сменить. Однако сначала надо убедиться в том, что ухудшение качества масла не вызвано какой-либо неисправностью нагревательной системы или неудовлетворительным управлением ею. Если не будет устранен дефект системы, то вновь залитое масло будет испорчено по той же причине. В хорошо обслуживаемой и регулируемой системе теплопередачи срок службы минеральных масел исчисляется многими годами. Очевидно, чем ниже средняя рабочая температура, тем дольше масло сохраняет свои качества. [c.78]

При необходимости смены масла важно, чтобы система теплопередачи была до заливки свежего масла тщательно очищена. Полезно пользоваться промывочным маслом для удаления из системы растворимых в масле осадков и нагара. Диспергированные твердые частицы также будут удалены в процессе промывки. Наконец, перед заполнением системы новым маслом надо тщательно испытать ее на утечки. Водой в процессе промывки нельзя пользоваться, потому что она не растворяет углеводородные осадки. Кроме того, удалить из системы остатки воды чрезвычайно трудно, а они вызывают эксплуатационные затруднения из-за образования паровых карманов при нагреве системы до рабочей температуры. Для осушки системы необходима интенсивная вентиляция. [c.78]

В практике производства промышленные масла нагревают паровыми змеевиковыми или погружными электрическими нагревателями, иногда используют и системы теплопередачи горячим маслом. Надо позаботиться и о том, чтобы не допустить местного перегрева вблизи поверхностей нагревательных устройств, в результате которого может произойти термическое разложение. В связи с этим рекомендуют при нагреве паром поддерживать максимальную температуру насыщенного пара в змеевике не выше 160°С. Тогда теплота будет передаваться продукту со скоростью, достаточной для повышения его максимальной массовой температуры не выше 75 °С, без перегревов. Для масел, содержащих противозадирные присадки, максимальная температура пара в змеевиках должна быть равна приблизительно 130°С. Подобный температурный уровень рекомендуют и для горячего масла, используемого в системах теплопередачи вместо пара. [c.105]

Теплоемкость системы энтропия системы j Удельная теп лоемкость удельная энтропия Тепловой поток Коэффициент теплообмена, коэффициент теплопередачи Поверхностная плотность теплового потока [c.13]

Постоянная времени конкретного термометра зависит только от температуры. Автор имеет в виду постоянную времени для процесса теплопередачи в системе термометр— окружающая среда.— Прим. ред. [c.237]

Неоднородные системы — неравновесные и в них всегда возможно возникновение необратимых процессов, таких, как теплопередача, диффузия и т. д. Такие системы рассматривает термодинамика необратимых систем, используя уравнения математической физики (Фурье, Фика и др.). Эта область термодинамики в настоящее время получила большое развитие благодаря широкому применению ЭВМ. [c.252]

Работой называют способ изменения состояния системы при помощи изменения ее внешних переменных, а теплотой — способ, не связанный непосредственно с изменением внешних переменных. Чтобы совершить работу, необходимо произвести макроскопические перемещения тел в системе или во внешней среде при расширении системы перемещаются окружающие ее тела, при электризации перемещаются тела в источнике, создающем электрическое поле, работа внешнего гравитационного поля связана со смещением положения источника гравитации относительно системы и т. д. Теплопередача происходит без подобных макроскопических перемещений. Молекулярный механизм теплопроводности состоит в передаче энергии от одного колеблющегося атома к другому, т. е. здесь тоже имеет место смещения атомов относительно центров равновесия, но микроскопические и неупорядоченные смещения, которые при усреднении в пространстве и во времени не сказываются на значениях внешних переменных. Теплоту иногда называют микроскопической работой, что несколько сближает терминологию термодинамики и механики (в последней работа является единственной причиной изменения состояния системы), но не меняет существа различий между этими понятиями. [c.38]

Следует обратить внимание на то, что скорость процесса, какой бы малой она ни была, сама по себе не является еще признаком его равновесности. Любой квазистатический процесс должен быть таковым на всех стадиях и, следовательно, должен начинаться с равновесного состояния системы. Например, процесс теплопередачи между телами с разными температурами, несмотря на то, что его можно сделать сколь угодно медленным, не может быть квазистатическим, поскольку условием теплового равновесия служит равенство температур. Исходное [c.39]

Помимо химических реакций необратимыми могут быть и любые другие процессы, однако гомогенные химические реакции являются особенностью, так как их протекание внутри системы необязательно сопровождается нарушением ее однородности. В случаях иных необратимых процессов в системе, вызванных теплопередачей, работой или массообменом, как легко заметить, должны всегда существовать градиенты хотя бы одной из термодинамических сил Т, X или ц, т. е. система должна быть неоднородной. В (7.18) такие градиенты не представлены в это уравнение входят термодинамические силы, единые для всей системы, т. е. очевидно, что за основу принята модель, согласно которой необратимые процессы е нарушают гомогенности системы и в каждый момент времени она находится в состоянии, однозначно характеризующимся переменными S, v, п. Поэтому было бы неправильно полагать, что применимость ура(внения (7.18) ограничивается обратимыми процессами его можно использовать при любых процессах внутри системы. Более того, оно автоматически учитывает и некоторые необратимые изменения состояния, происходящие за счет процессов [c.71]

Из повседневного опыта каждый знает, что бывают тела горячие и холодные. При контакте двух тел, из которых одно мы воспринимаем как горячее, а другое — как холодное, происходят изменения физических параметров как первого, так и второго тела. Например, твердые и жидкие тела обычно при нагревании расширяются. Через некоторое время после установления контакта между телами изменения макроскопических параметров тел прекращаются. Такое состояние тел называется тепловым равновесием. Физический параметр, одинаковый во всех частях системы тел, находящихся в состоянии теплового равновесия, называется температурой тела. Если при контакте двух тел никакие их физические параметры, например объем, давление, не изменяются, то между телами нет теплопередачи и температура тел одинакова. [c.76]

Далее из системы уравнений (7.5) - (7.10) рассчитываются время теплопередачи х, длина полузамкнутой емкости 1 и минимальная температура газа Ттт за слоем столкновения. [c.255]

Это выражение для элемента количества теплоты имеет такой же вид, как и выражение (1.3) для элементарной работы, причем температура Т является интенсивным параметром теплопередачи (термическая обобщенная сила), а энтропия S—экстенсивным параметром теплопередачи (обобщенная координата). Сходство выражений для >Q и bW обусловлено родственностью природы этих величин и то и другое выражает энергию, получаемую системой (см. 5). [c.58]

Термодинамика систем с отрицательными температурами изложена в гл. 7. Из этой главы можно заключить, что все вышеприведенные утверждения о системах с отрицательными температурами ошибочны. Спиновые состояния с отрицательными температурами — это равновесные состояния, и поэтому к ним применимо термодинамическое понятие температуры. Состояния эти являются устойчивыми, но в отличие от обычных систем их устойчивость характеризуется не минимумом внутренней энергии и энергии Гиббса, а максимумом этих функций (см. 34). Что касается того, что системы с отрицательной температурой остынут при контакте с телами, имеюш ими положительную температуру, то тело с /=10 С тоже остынет при контакте с термостатом, имеющим температуру / = 5° С, однако это не означает, что первоначальное состояние тела было неравновесным и неустойчивым. Теплый воздух в закрытой комнате зимой тоже остынет через характерное время теплопередачи через стены, хотя состояние воздуха все время равновесно и устойчиво. Состояния с отрицательной температурой нельзя представлять себе как состояния водного раствора соли в стакане в первые секунды после его переворачивания вверх дном, когда плотность раствора вверху больше, чем внизу, и система имеет избыток механической энергии, переходящей со временем в энергию теплового движения. При отрицательной температуре (см. 33) в системе могут быть проведены различные обратимые процессы, чего принципиально нельзя было бы сделать при неравновесном состоянии системы. [c.174]

ЛГг 1п(Кз/К4). Если теперь газ привести в начальное состояние 7, то изменение его энтропии равно нулю, а изменение энтропии системы при этом равно ее изменению при неравновесном процессе теплопередачи в результате кратковременного теплового контакта. Поскольку процесс перехода газа из состояния 1 ъ 4 был равновесным (обратимым), то изменение энтропии всей изолированной системы (обоих тел и газа) при этом процессе равно нулю. Следовательно, изменение энтропии AS тел при их тепловом контакте и обмене теплотой равно изменению энтропии газа при его равновесном переходе из состояния 4 в I, т. е. [c.329]

В теории теплообмена под процессом переноса теплоты понимается процесс обмена внутренней энергией между элементами системы в форме теплоты. В литературе термин теплообмен часто отождествляется с термином теплопередача . [c.239]

Чтобы полностью сформулировать рассматриваемую задачу, нужно также привести систему уравнений, описывающих течение и теплопередачу в газовом пограничном слое. Полагая течение в пограничном слое ламинарным, запишем для него систему уравнений неразрывности, диффузии, движения, энергии, состояния и соотношения Стефана—Максвелла. Поскольку рассматривается плоское течение, система уравнений будет иметь вид [c.59]

Теплопередача является базовой дисциплиной всех дисциплин, формирующих техника-механика по холодильным установкам и системам кондиционирования воздуха. Знание законов переноса теплоты позволяет, с одной стороны, проектировать современные аппараты, а с другой — обеспечивать их экономичную эксплуатацию, что приводит к экономии материала и энергии. [c.108]

Вода имеет теплоемкость в два раза, а коэффициент теплопередачи в пять раз больше по сравнению с маслом, что улучшает процесс теплообмена и охлаждения. Вода не дает устойчивого пено-образования. Она может с успехом применяться в судовых установках, однако применение ее как рабочей жидкости встречает возражения из-за усложнения системы защиты подшипников, из-за разделения системы смазки и питания, а также из-за коррозионного действия ее на некоторые металлы. Вследствие применения и обработки дополнительных деталей, а также применения более дорогих и дефицитных металлов и материалов, не подвергающихся коррозии, использование воды удорожает конструкцию гидродинамической передачи. [c.13]

Предлагаемая книга является учебником для высших технических учебных заведений. В его основу положены два тома учебника профессора Л. В. Арнольда Термодинамика и теплопередача , изданные в 1958 и 19,59 гг. За истекшие-20 лет после завершения работы над этим учебником изменились воззрения на содержание и построение курса, произошло уточнение терминов и толкований некоторых понятий, введена Международная система единиц в соответствии с решением XI Генеральной конференции по мерам и весам в 1960 г. и появились новые сведения по многим вопросам. [c.3]

Средства классической термодинамики далеко еще не исчерпаны с точки зрения нахождения новых зависимостей. Первым шагом в этом направлении является создание правильной физической картины, осно вываясь на которой путем последовательного исключения начальных ограничивающих условий (ограничения в отношении структуры и фор мы материала, физических условий, системы теплопередачи и т. д.) мож но открыть дорогу к новым исследованиям. Если, кроме этого, распрост раним наше изучение и на физику взаимодействия происходящих в ма териале явлений переноса, то придем к методам термодинамики необ ратимых процессов, при. помощи которых получим возмож1ность обобщенного математического формулирования нестациона рных явлений переноса. [c.14]

Следует отметить, что каждое из уравнений состоит из двух множителей. Один из них содержит скорость выделения тепла, длину труб, объем внутри реактора, занятый системой теплопередачи, и две разности температзф. Следовательно, значение этого множителя определяется конструкцией и условиями работы реактора и может быть изменено соответствующим подбором конструк-тивБых и режимных параметров. Второй множитель в обоих случаях содержит только физические свойства теплоносителя и поэтому зависит, в основном, от природы теплоносителя, хотя в меньшей мере он является также функцие , и от условий работы, так как физические свойства могут зависеть от температуры и давления. [c.129]

Наконец, любой системе эпергопередач необходимы устройство концентрации и деконцентрации потока энергии. В электротехнике это трансформаторы, в рассматриваемой системе теплопередачи — тепловые трубы с переменным сечением или с различными по величине поверхностями приема и отвода тепла. [c.126]

Подогрев. Высоковязкие промышленные масла иногда необходимо нагреватЁ для уменьшения их вязкости. Обычно масла с высокой вязкостью более чувствительны к термическому разрушению, чем масла с низкой вязкостью (именно поэтому в системах теплопередачи горячего масла предпочитают пользоваться маслом с низкой вязкостью). К сожалению, обычно приходится нагревать масла с высокой вязкостью. Во избежание отрицательных термических влияний не рекомендуют нагревать промышленные масла выше средней массовой температуры (приблизительно 75 °С). Масла, содержащие противозадирные присадки, можно подогревать до еще более низких температур, чтобы не допустить разрушения присадок. [c.105]

Пример 1. Динамика химического реактора [4]. Рассмотрим модель химического реактора, который представляет собою открытую гомогенную систему полного перемешивания. В такой системе происходит непрерывный массо-и теплообмен с окружающей средой (открытая система), а химические реакции протекают в пределах одной фазы (гомогенность). Условие идеального перемешивания позволяет описывать все процессы при помощи дифференциальных уравнений в полных производных. Предположим, что рассматриваемый химический реактор — эго емкость, в которую непрерывно подается вещество А с концентрацией Хд и температурой г/ ). Пусть в результате химической реакции А В h Q образуется продукт В и выделяется тепло Q, а смесь продукта и реагента выводится из системы со скоростью, характеризуемой величиной X. Тепло, образующееся в результате реакции, отводится потоком вещества и посредством теплопередачи через стенку реактора. Условия теплопередачи характеризуются температурой стенки у и коэффициентом со. Для составления уравнений динамики химического реактора воспользуемся законами химической кинетики, выражающими зависимость скорости химического превращения от концентраций реагирующих веществ и от температуры, законом сслранения массы (условие материального баланса), а также законом сохранения энергии (условие теплового баланса реактора). [c.53]

Теплопередачи между системой сиинов и решеткой соли. [c.559]

Как уже отмечалось, диссипативные структуры возникаюг лишь в сильно неравновесных многочастичных системах, состояние которых описывается нелинейными уравнениями для макроскопических величин. Для описания возникновения ячеек Бенара в жидкости используются нелинейные уравнения гидродинамики. При этом привлекаются критерии неустойчивости решений дифференциальных уравнений, установленные известным русским математиком А. М. Ляпуновым. Исследования показывают, что при k решение уравнений гидродинамики, соответствующее покоящейся жидкости и обычной теплопередаче, становится неустойчивым и жидкость переходит в новый устойчивый конвекционный режим. [c.34]

Процесс теплопередачи в скважинах осуществляется, как правило, теплопроводностью, свободной и вынужденной конвекцией и излучением. Точное описание нестационарного процесса теплопередачи в многослойной цилиндрической стенке многоколонной скважины и решение системы уравнений, описывающей этот процесс, представляют большие трудности. Имеющиеся решения получены при упрощающих исходных предпосылках и конструкций скважин. В связи с этим представляет интерес получение такой системы расчетных уравнений, которая давала бы необходимую точность, в большей мере соответствовала бы физике процесса и реальным конструкциям скважин. Эту задачу можно упростить и решить путем замены реальной многоколонной скважины эквивалентной цилиндрической полостью, расположенной в неограниченном массиве, сложенном из однородного материала. В этом случае распределение температуры в радиальной плоскости массива описывается уравнением (16.1). Температура внутренней поверхности стенки участка эквивалентной скважины (г = го) принимается постоянной (0 = 0п = idem). Температура массива на каком-то удалении от оси скважины в невозмущенной части постоянная и равна 0о- В этих условиях температуру массива в радиальном сечении в зоне прогрева можно определить [20] по уравнению [c.269]

Особое внимание в книге уделено применению информационно-измерительных систем для управления экспериментом и автоматизации сбора и обработки экспериментальных данных. В частности, в книге дано описание системы КАМАК и управляющего вычислительного комплекса СМ-4 — УКБ200, который используется при выполнении лабораторных работ по термодинамике и теплопередаче (гл. 6). Кроме того, одна из работ (ТД-б) посвящена вопросам математического моделирования на ЭВМ термодинамического цикла газотурбинной установки с целью его оптимизации. [c.3]

Пользуясь приведенным ранее приемом, устанавливаем, что коэффициент теплопередачи измеряет количество тепла, передаваемого от одной жидкости к другой через единицу поверхности стенки в единицу времени при разности температур между жидкостями в один градус. В системе МКС единицей измерения служит дж м - сек - град) = втЦм X Xград) или внесистемная единица ккал/ м ч [c.221]

Изменение энтропии системы dS = dSj + dS2, где dSj и dS — соответственно изменения энтропии первого и второго тела, определяемые в предположении, что каждое из тел меняет свое состояние обратимо (внутреннее температурное равновесие — внутренняя обратимость), хотя процесс взаимодействия между этими телами необратим (нестатичность теплопередачи — внешняя необратимость) [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...