химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

для неметаллических материалов, как правило, возрастают, а с увеличением пористости уменьшаются. Увлажнение пористых материалов вызывает рост величины X вследствие вытеснения воздуха водой, отличающейся более высокой теплопроводностью. При этом X влажного материала часто превышает значения X для сухого материала и воды в отдельности.

Коэффициенты теплопроводности капельных жидкостей составляют 0,09—0,7 Вт/(м-К), причем в области низких давлений для всех жидкостей, кроме воды и глицерина, они снижаются с повышением температуры. В области же высоких давлений наблюдается рост X с увеличением как температуры, так и давления. Влияние давления на величину X оказывается больше для жидкостей с более высокой сжимаемостью и более низкой температурой кипения, причем темп возрастания X замедляется в области очень высоких давлений.

Коэффициенты теплопроводности газов находятся в пределах 0,006—0,6 Вт/(м-К), они растут, как правило, с температурой, но не зависят от давления в средней его области. При высоких давлениях Я увеличивается, а при давлениях ниже 0,13 Па уменьшается. Заметим, что с ростом молекулярной массы газа величина X, как правило, снижается. Этим, между прочим, объясняется более быстрое охлаждение нагретых тел в среде водорода, чем в воздухе. Коэффициенты теплопроводности газовых смесей, как и жидких, не подчиняются правилу аддитивности.

В. ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА

Процесс конвективного теплообмена между поверхностью твердого тела и окружающей средой (жидкостью, газом) подчиняется весьма сложным закономерностям. Интенсивность этого процесса зависит от многих параметров, характеризующих свойства, состояние и режим перемещения среды, а также форму и размеры твердого тела. Так как математическое описание процесса конвективного теплообмена встречает непреодолимые затруднения, при его изучении за основу принимают более простую общую закономерность, называемую уравнением Ньютона:

dQ/dT-=a(6 — t)F (VI.2)

где F — поверхность твердого тела; 8 — температура этой поверхности; / — температура среды; т — время.

Таким образом, по уравнению (VI.2) тепловой поток при конвективном теплообмене пропорционален разности температур поверхности твердого тела и соприкасающейся с ней среды, поверхности соприкосновения и продолжительности процесса. Множи268

/

F

АХ Г $> DZ

в. / Н

*%

тель пропорциональности а называется коэффициентом теплоотдачи. Он выражает количество тепла, отданного единицей поверхности (F = 1 мг) в единицу времени (х— 1 с) при разности температур в — t — 1 град. Следовательно, [а 1 — = (Дж/(м2-с-град) или Вт/(м--град) ]. Коэффициент теплоотдачи а не является постоянной величиной, а зависит от многих параметров; эта зависимость будет подробно рассмотрена ниже.

Г. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Для решения задач по переносу тепла способом теплопроводности требуется, кроме

?AT

рнс. VI-1. К выводу дифференциального уравнения теплопроводности.

уравнения (VI.1), еще уравнение температурного поля, описывающее распределение температур в пространстве и во времени. Для вывода этого уравнения выделим из однородного и изотропного твердого тела прямоугольный параллелепипед с ребрами dx, dy, dz (рис. VI-1) и постоянными параметрами: р (плотность), ср (удельная теплоемкость) и X (коэффициент теплопроводности). Тепловой поток, проходящий через параллелепипед, можно разложить на три составляющих по направлениям осей координат. Через грань ABCD по направлению оси ОХ входит за время dx, согласно уравнению (VI. 1), количество тепла, равное Я-^- dydzdx. Через противоположную

грань EFGH, имеющую температуру 6 -4- -jjj dx, выходит за время

dx количество тепла, равное X (Jj + 'ljr-i*) dydzdx. Следовательно, приращение количества тепла (приток или убыль) в параллелепипеде по направлению оси Ох составляет:

ddx = X Ц dy dz dx - X (Ц - 0- dx) dydz dx = X Ц dx dy dz dz

Аналогично выразятся приращения количеств тепла в параллелепипеде по направлениям осей Оу и Ог:

dQy^X-g-jdx dydzdx; dQ2^X —dx dydzdx

Полное приращение тепла в параллелепипеде составляет:

AQ = DQ, + DQS + DQ, = \(?? + ^ + ^) dx DY dz dx (a)

269

Приток количества тепла dQ вызовет приращение темпера$в .

(6)

туры параллелепипеда на величину -j- dx, поэтому

dQ = pCpdx dydz <**

осей Y и Z, поэтому температурное поле в таких стенках можно с достаточной точностью считать одномерным.

Плоская стеика. Представим себе однородную плоскую стенку толщиной 6 (рис. V1-2, а), на ограничивающих поверхностях которых поддерживаются постоянные температуры 8,, и 8„ причем 8, > 8, и температура изменяется только вдоль оси X. В данном случае уравнение (VI.3a) t.

(VI.3)

Из выражений (а) и (б) следует:

5 ?9\ /дЩ дЩ

Здесь множитель а = Мсрр м!/с называется коэффициентом температуропроводности. Величина а, равная отношению коэффициента теплопроводности к объемной удельной теплоемкости вещества, является его физической константой — мерой быстроты выравнивания

страница 103
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая" (4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
удалить бородавки шаболовская
ужин с дураком декабрь 2017 года
rjvjls
табличка ответственного за противопожарное состояние

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.11.2017)