химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

6 s—02) и суммируя их, получаем:

<3 = 4яОбобщенное уравнение для стенки любой формы. Теплопроводность (в Дж/с) стенки любой формы может быть рассчитана по уравнению, аналогичному (VI.4) для плоской стенки, если основываться на эквивалентной поверхности /у

Q = х «е, - bj/8] F5 (VI. Ю)

Решая совместно уравнения (VI .6) и (VI. 10), находим для цилиндрической стенки (б =з г2 — л,) уравнение

Е. СТАЦИОНАРНАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

ТВЕРДЫХ ТЕЛ С ВНУТРЕННИМ ИСТОЧНИКОМ ТЕПЛА

В химической технологии часто встречаются процессы, требующие отвода тепла от твердых тел с внутренним тепловыделением (например, гетерогенный катализ). Рассмотрим простейший случай, когда количество выделяющегося (поглощаемого) тепла в единице объема твердого тела за 1 с (удельное тепловыделение) равномерно по всему телу и равно qB Вт/м3. В данных условиях элементарный параллелепипед, выделенный из твердого тела (см. рис. VI-4 и рис. VI-1), будет нагреваться за счет аккумулированного тепла и внутреннего тепловыделения, поэтому уравнение 1еплового баланса, в отличие от ранее приведенного (VI .4), будет иметь следующий вид:

dz

C73V„J, = [f„-FB]/[ln (FH/FB)]

(VI.11)

откуда

в котором F„ — наружная поверхность цилиндра, a FB — его внутренняя поверхность.

Путем совместного решения уравнений (VI .8) и (VI.,10) находим для сферической стенки:

(^)сф = 4пл1г8 = 1/"?ГЛ (VI. 12)

На практике часто встречаются не только цилиндрические и сферические оболочки, но также имеющие форму прямоугольного параллелепипеда или куба (например, сушильные аппараты, печи и т. п.). В таких случаях тепловой поток не является одномерным, особенно на краях и в углах, и точный аналитический расчет затруднителен. Для приближенных расчетов можно воспользоваться эмпирическими формулами Лзнгмюра, полученными методом электрической аналогии. Если все стенки имеют одинаковую толщину 6, внутренние размеры ребер равны llt /2, 'з, внутренняя поверхность граней составляет FB, а их наружная поверхность равна FH, то

при всех lt > 0,26 F3 = F, + 2,166 (/, + 1г + ls) + 1,26" при двух !(> 0,28 и одном lt < 0,26

Fs = FB + 1,846 (/, + /, +13) + 0,3562

при двух fj<0,26 и одном It >0,2

Fs = 1.М1(/амакс)/[1п (FH/FB)J при всех /, < 0,26 Fa = 0,79 J^FHFB

В случае, когда стенки параллелепипеда имеют разную толщину, величина Fg определяется для каждой отдельной стенки и полученные результаты, складываются; при этом пользуются следующими формулами:

при всех I, > 0,26 FJ = F'B + 1,08 (lt -И2 + 'э) 6 + °'48а

при одном 1, < 0,26 е'3 = FB + 0,932 (», +12 + !3)3

274

(VI.13)

b\~ cp \дх* + dif+ cW + cp

(VI. 13а)

Применительно к стационарному процессу (-g^-= 0^ и одномерному температурному полю получим:

dx*+ X и

Плоская стенка. В плоской стенке с неограниченной площадью и толщиной 26 процесс переноса тепла к внешним поверхностям и далее в окружающую среду будет протекать симметрично относительно средней плоскости, где мы поместим начало координат. Ось Ох направим перпендикулярно к боковым плоскостям стенки. Интегрируя уравнение (VI. 13а), получаем:

В средней плоскости стенки (х — 0) температура максимальна, поэтому -^ = 0иС1 = 0и9 = — {qj2k)x?- + Са.

При х = б (на внешней поверхности стенки) 9 = 82 = = -(qJ2X) ба + С2 или Сг = 0а + (qB/2X) б2.

(VI. 14)

Таким образом, уравнение температурного поля рассматриваемой стенки будет иметь следующий вид:

в = ва + fo,/2Ji) (б*-*')

Из уравнения (VI. 14) видно, что температурная кривая в Данном случае имеет параболический характер.

275

Температура в средней плоскости, где х — 0, выразится так: 0-L = 6г + (^-е^Оь/гЦб2 (VI. 15)

Сплошной цилиндр неограниченной длины. Уравнение (VI.13а) в цилиндрических координатах имеет, как известно, следующий

' 4Я

DW , 1 вид: ?&? + —

d8_ dr

21

Процесс переноса тепла протекает вдоль радиуса г симметрично относительно оси цилиндра, где температура максимальна и равна 9lf поэтому abldr = 0 и С, = 0. При г = R имеем: 9 = = вг = - (а.]?/Щ + С2 и С2 = 02 + (qBR2/4l).

Таким образом, уравнение температурной кривой напишется следующим образом:

(VI. 17)

е = е2-н?в/«-) («*-<-*) (VI. ш)

в,-в8-=Ы^Ж2

Полый цнлнндр неограниченной длины. Обозначим внутренний и внешний радиусы полого цилиндра соответственно через Rx и 7?2, а температуры внутренней и внешней поверхностей — 6, и 92. Для решения рассматриваемой задачи можно воспользоваться уравнениями (V-15a). В данном случае максимальная температура 0„ установится на промежуточной цилиндрической поверхности, радиус которой обозначим через R, причем Rx < R < Ла, поэтому (dWdr)R=R = 0 и С, = qR2/2k. Таким образом

в (vvW) + to»R*/2A.) In г + с2

Постоянная С2 может быть найдена из двух условий: 9 = 0! при г = /?! и 6 = 92 прн г — Rs:

c-9«-f (*2,nR--T-)=6*-f ~ir)

Подставляя значение Сг в предыдущее уравнение, находим! в - в, + (*,-'2) " f Ь = вг+ ?(R2- г2)-fhi (VI.18,

Полагая г — R в выражениях (VI. 18), находим м

страница 105
< 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
видеокамеры panasonic
изготовление объемных металлических эмблем и букв
Patriot PV416G360C7K
аренда микроавтобуса на свадьбу москва недорого

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
(18.12.2017)