химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

м является коэффициент теплоотдачи а, то обобщение результатов опытов на моделях сводится к нахождению явного вида функциональной зависимости:

Nu = /(Re, Gr, Рг)

Из сопоставления приведенных дифференциальных уравнений и зависимости (ж) вытекает еще одно большое достоинство применения теории подобия: число аргументов уменьшилось с восьми размерных величин до четырех безразмерных критериев.

Функциональная зависимость (ж) является наиболее общей. Так, если в условиях вынужденного движения действие подъемной силы пренебрежимо мало, то можно ограничиться зависимостью:

Nu = / (Re, Рг) (з)

Если же процесс теплообмена протекает в условиях свободной конвекции, то искомой является зависимость:

Nu = / (Gr, Рг) (и)

Критерии Nu, Рг и Gr, подобно Re, являются не отвлеченными числами, а имеют определенный физический смысл. Напомним, что критерий Re выражает меру отношения инерционных сил к силам трения. Критерий Nu = а/(М1) можно толковать как меру отношения плотности конвективного потока тепла (а) к удельному тепловому потоку при чистой теплопроводности в слое толщиной I, т. е. Ml, или как кратность увеличения интенсивности теплообмена в результате конвекции по сравнению с чистой теплопроводностью.

Критерий Рг — v/a выражает меру отношения переноса импульса посредством внутреннего трения к переносу тепла посредством теплопроводности. Так как первый перенос обусловлен разностью скоростей, а второй — разностью температур, то критерий Рг характеризует меру соотношения между полями скорости и температуры.

Таким образом, уравнение (и) выражает зависимость количества передаваемого тепла при вынужденном потоке жидкости (Nu) от характера скоростного поля (Re) и его связи с температурным полем (Рг).

Из равенств (г) получаем:

2. рР#лв Gr т,тЛт<тЙ = т,„\ ,,, — =-= ' р S о аг> рад2/' ReB

Следовательно, критерий Gr можно рассматривать как меру отношения подъемной силы к инерционной

= та Для нестационарных процессов переноса тепла в твердых телах воспользуемся равенством (д):

а&2

= -jj- = Fo — критерий Фурье

Аналогом критерия Nu при нестационарном теплообмене между твердым телом и жидкостью или газом является

al/X — Bi — критерий Био где X — коэффициент теплопроводности твердого тела.

В процессах нестационарного теплообмена между твердыми телами и жидкостями (газами) искомыми являются часто температуры (в, и 6j) в сходственных точках рассматриваемых тел.

283

Ниже будет показано, что решение этой задачи сводится к отысканию функциональной зависимости F (Fo, Bi) = 0.

Функциональные зависимости (ж), (з), (и) не всегда достаточны для точного описания процессов конвективного теплообмена. В ряде случаев их приходится дополнять другими параметрами для учета влияния геометрических и физических факторов, не нашедших отражения в приведенных выше системах дифференциальных уравнений.

При обобщении опытных данных по конвективному теплообмену критерии подобия часто приходится выбирать из числа безразмерных комплексов исходя из практических соображений. При этом стремятся, чтобы искомая величина входила лишь в состав одного критерия (например, а в Nu), а переменные, не заданные условиями процесса, были исключены. Например, при выводе критерия Gr нами была исключена скорость естественной конвекции w, значение которой нельзя задать. В связи с этим следует иметь в виду, что не только критерии Nu, Re, Рг, Gr, Fo могут быть использованы для обобщения опытных данных, а путем их сочетания можно получить другие правильно построенные критерии теплового подобия. Так, например, если поток жидкости со скоростью w и плотностью р, имея удельную теплоемкость с, нагревается внутри трубы диаметром d и длиной / от начальной температуры tx до конечной z2, то воспринятое им количество тепла выразится так: Q = (nd2/4) wpc (t2 — h)- Обозначив средние температуры внутренней (греющей) поверхности трубы и нагреваемой жидкости соответственно через в и i, мы можем выразить то же количество тепла Q уравнением (VI.2): Q = аяЛ (6 — ?).

Из последних двух равенств можно получить меру соотношения между изменением температуры по длине трубы (г2 —- г,)// и движущей силой процесса конвективного теплообмена (6 — t):

—^li? = St — критерий Стантона

4 (в — t) I wpc

Легко, однако, видеть, что новый безразмерный комплекс является сочетанием критериев Nu, Re и Рг: St = Nu/RePr.

При выводе критерия Рг мы воспользовались выше выражением mw = та1т,. Подставляя сюда значения масштабных множителей, находим:

да, ДА ai а *'»

Полученный безразмерный комплекс выражает отношение плотности теплового потока жидкости с водяным эквивалентом рс при скорости w к плотности кондуктивного (за счет теплопроводности) теплового потока в слое толщиной d. Легко, однако, видеть, что Ре = RePr,

284

В литературе часто встречаются также:j-j- = — • -у- Re Рг = -jy- Ре = Gz — критерии Грща (f — яо2/4 — площадь живого сечения трубы)

— = Gr Рг = Ra — критерий Релеяj- = Fo Re = Но — критерий гомохронности

Подчеркивая плодотво

страница 108
< 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
цемент м200 цена за мешок
для чего нужен пульт в гироскутере
светодиодный знак с надписью
wizardfrost.ru

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
(25.05.2017)