химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

ринимает следующий вид:

——

р дх 1 1

(VI .29)

ГДЕ Р — КОЭФФИЦИЕНТ ТЕМПЕРАТУРНОГО РАСШИРЕНИЯ; Д6 — РАЗНОСТЬ ТЕМПЕРАТУР.

При конвективном переносе тепла температура элемента жидкости (газа) может в общем случае изменяться как во времени (т), так и вследствие перемещения этого элемента из одной точки пространства в другую, т. е. 8 = f (т, х, у, г). Следовательно, в формируемую нами систему дифференциальных уравнений может войти уравнение (VI.3) после замены в левой его части

частной производной ^ на полную:

Ho

dx дх дх ' dl ду ' dx dz * dx

,„,<», * , аа /в»е , дч , дщ\

w„ поэтому в самом общем

дх

(VI.30) 279л,-? = аде

дп

Краевые условия теплообмена на границе стенка—жидкость выражаются уравнением

(VI .at)

Уравнение (VI.31) предполагает, что тепло передается через пограничный слой жидкости способом теплопроводности.

Полученная система уравнений конвективного теплообмена решена для немногих простейших случаев при введении ряда упрощающих допущений, приводящих часто к расхождению теории с опытом. В связи с этим изучение закономерностей конвективного теплообмена базируется на эксперименте. Ценность системы уравнений (VI.29)—(VI.31) заключается в том, что она служит основой для рациональной постановки эксперимента и обобщения экспериментальных данных. Эти уравнения, как будет показано ниже, используют для определения критериев подобия процессов конвективного теплообмена.

Рассмотрим сначала стационарный процесс теплообмена между поверхностями двух труб различных диаметров и двумя

разными жидкостями, движущимися с различными скоростями.

Допустим, что скорости в обеих трубах находятся в пределах, при

которых вязкостные и инерционные силы соизмеримы, обе жидкости несжимаемы, а движение происходит благодаря. разности

давлений на обоих концах горизонтальных труб, поэтому массовыми силами (например, силой тяжести) можно пренебречь. Кроме

того, будем полагать, что физические константы жидкостей постоянны и, в частности, от температуры не зависят. Ограничившись направлением вдоль оси Ох и обозначив трубы индексами

1 и 2, напишем уравнения (VI.29)—(VI.31) для обеих труб:

да>г 64, дшх dwx i др

+ <Эт, 1 -ч дх, ч dy, 1 dz, р, дхг '

dy]

Pw4 \

\~dxj

В химической технологии осуществляются процессы теплообмена между потоками разнообразных жидкостей и газов при различных режимах их движения в аппаратах различной геометрической формы и размеров. Несмотря на это, условия подобия всех процессов одинаковы и сводятся к подобию геометрических параметров, полей скоростей и температуры, а также физических констант. Для физического подобия процессов теплообмена в рассматриваемых трубах 1 и 2 необходимо, как уже известно, чтобы соответствующие величины в системах уравнений (aj), (б,), (в,) и (а2), (б2), (в2) находились в постоянных отношениях. Примем следующие обозначения для этих отношений (масштабных множителей):

*2

ч ч

А = me; = щ\ %_

0i vi

°i

= m«>

PI

щ Г'1 "а*Г + Ж + ш* ~d4~) =

т2 \ dx.

Подставляя в уравнения (a2) (б2), (в2) значения wXl ла = mtx, и т. д., получим:

(aa) (6s) (?>,)

тр/И(' pj 'a^"1"

'4 )

„ me / ao, , ае, , аел me /аэд, , a2©, , a2e,\

дх.

dw..

?"*1у- + ш>*-д27

Для совместимости систем уравнений (aL), (6J, (Bj) и (а,,), (б2), (ва) должны удовлетворяться следующие условия:

ае.

Ра дх,

ае,

дв.

I d>wXl V*(-lxT

?+

dy] + dr

пи

m,

Щ 1 "2

Щ

(Д)

m,

(r) <<0

280

ае_2

(в,)

aea , ае2 , ае2 , ае, /ааеа , азд. , а2е\

а, де, = - я, pi 11 an,

(в»)

В случае стационарных процессов теплообмена ^ = 0 и

= 0, а при вынужденном движении потока жидкости (газа) в приведенных уравнениях выпадает член, выражающий подъем281

ную силу(ц^Аб). Заметим далее, что с точки зрения моделирования процесса член в дифференциальных уравнениях

wl

(а) и (б) не несет новой информации, так как в трубе заданных размеров каждой скорости потока соответствует, как известно, определенный перепад давлений. Подставляя теперь значения масштабных множителей в равенство (г), получаем: mw = mjl или

= Re — критерий Рейнольдса

Из равенств (г) и (д) следует тш — mjm, = mjm, или

s= —3- = — = Рг — критерий Прандтля

Наконец, из равенств (е) получаем: та — mjittt или «sb _ _ ?L _ Nu _ Kpumepuii Иуссельта

mgmtftits = m^mjm, = milmt или 1.

"де,=.Gr—критерий Грасгоффа

(ж)

Итак, если при вынужденном течении потоков жидкости или газа три критерия (Re, Рг, Nu), а при одновременном действии подъемной силы четыре критерия (Re, Gr, Рг, Nu) имеют одинаковые численные значения, то процессы теплообмена в трубах 1 и 2, а также в других геометрически подобных системах физически подобны. Следовательно, результаты опытов на моделях можно распространить на сколько угодно укрупненные геометрически подобные системы, если во всех случаях критерии Re, Gr, Рг и Nu имеют одинаковые численные значения. Так как в инженерной практике искомы

страница 107
< 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
купить кресло для кормления ребенка для мамы
посуда wesco
обеденная группа барселона виста
руки вверх ижевск 2017 забронировать билет

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
(28.03.2017)