Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 4 (1110091), страница 349
Текст из файла (страница 349)
м. в продессе экашуатацви подвергаются увлажневню на открытом воздухе (трубопроводы) или в среле пара, то для обеспечения гидро- или пароизоляцни их обычно покрывают герметиками или обмазкамн. Проводят также защиту от мех. и термич. повреждений, осуществляя облицовку теплолэоляц. слоя разл. плотными материалами. Ляшс Катайпсв В. А., Тсиюлогкк шплокзслышопюсл ыатсраслав, 3 пзд., М, 1970; Гузыав Й. Я., Высоксогвсупорпаа порясга» «сраыпка, М., 1971; Лурье М. А., Говчарспко В.П., Лсгкоассвыс огвсупоры в проюяш- 526 ТЕПЛООБМЕН лелввх лева, М., 797Я Керамлхе лз млхвоотлеупарлхтт охлелол, лод ред. Д.Н.
Полуболрллохл, М., !977; Гордое Ю. П., техволыле теллолзаллдлоллвх л «луатлтеопхт метервллол л лзделеа, М., !989. Л я.гузлал. ТЕПЛООБМЙН, самопроязвольный необратимый перенос теплоты (точнее, энергии в форме теплоты) между телами или участками внутри тела с разл. т-рой. В соответствии со вулормм началом лтермодьттамвки теплота переносится в направлении меньшего значения т-ры. В общем случае перенос теплоты может вызываться также неоднородностью полей нных физ. величин, напр. градиентом концентраций (т. паз. диффузионный термоэффект). Т.
существен во мн. щюцессах иагреваюи, х!хлаждения, конденсации, кипения, выпариваюи, кристаллизации, плавления и оказывает значит. влияние на массообменные (абсорбция, дисгиллвцвя, ректификация, сунжа и др.) и хим.,продессы. Дввжущиеся среды, у иствующие в Т. я юпеисяф~щируну. щие его, наз. тепло носителями (обычно капельвые жидкости, газы и пары, реже — сыпучве материалы).
Известны два осн. способа проведения тепловых процессов: путем теплоотдачя н теплопередачей. Теплпотдача-Т. между пов-стью раздела фаз (чаще твердой пов-стью) и теплоносятелем. Теплопередача -Т. между двумя теплоноснтелкмв или иными средами через разделяющую их тверубчо стенку лабо межфазную пов-сть.
Механизмы перев!к» теплоты. Различают три разных механизма распространено» теплоты: теплопроводность, конвективный и лучистый перенос. Теплопроводность-перенос энергви от более нагретых участков тева к менее нагретым в результате теплового движения и взаямод, микрочаствц (атомов, молекул, ионов и др.).
В чистом виде теплопроводность может встречаться в твердых телах, не имеющих внугр. нор и в неподвижных слоях жидкостей, газов илн паров. Кол-во переносимой теплопроводностью энепзгии, определяемое как плоти. теплового потока я,[ВтДм К)1, пропорционально градиенту т-ры (закон Фурье): -)й б т, где Х-коэф. теплопроводности в-ва, харвхтеризуюший его способность проводить тешюту, Вт/(м.
К); знак минус указывает направление переноса теплоты в сторону снижеюи т-ры. Закон Фурье получен в рамках модели идеального газа, при этом для газов и паров Х пропорцнонален длине сноб. пробега молекул и средней скорости их теплового движении. Для жидкостей и твердых тел указанный закон явлжтся феноменологическим, а значеввя Х находятся экспервментально. Навм, Х вмеют газы и пары [0,01-0,15 ВтДм К) ), наиб. Х-металлы (10-500); теплоизоляц. материалы и жидкости-0,03 — 3. С повьппенвем т-ры теплопроводность жидкостей, за исключением воды, уменьшается, а для всех др, тел увеличиваегся. Конвективный перенос теилоты-перенос физ. теплоты перемещающихся нагретых жидкостей, газов, паров или их смесей„а также дисперсных сыпучих материалов. В наиб. распространенном случае, когда супуесгвен лншь перенос ввутр. энергии, а переносом мех. и потенциальвых вш!ов энергии можно пренебречь, плотносп теплового потока за счет коввективного переноса составляет: я, = врСТ, где я-вектор скорости текучей среды; р, С, Т-плотность, теплоемкость и т-ра среды.
В большинстве случаев значения щ р, С и Т потоков теплоносителей таковы, что в направлении движения конвективиый перенос преобладает над теплопроводностью. Однако при малых скоростях течения высокотеплопроволных жидкостей (расплавов металлов) может наблюдаться обратное соотношение. По мере приближенна к твердой пов-сти, где скорость вязких жидкостей стремится к нулю, я, и я, также становятся сравнимы по величинам. При ламинарном режиме течевия в направлении, поперечном движению, конвективный перенос отсутствует. Турбулентному 1043 режиму течения свойствен специфич, вид переноса теплоты, фязически отвечающий конвективному, а по форме записитеплопроводностн; зу ! = — )лйгапТ, где )„е-коэф. турбулентной теплопроводностя потока, пропорцноналъный средним значениям длины сноб.
пробега и скорости пулъсац. перемещения турбулентно-пульсирующих объемчнков среды. Пря развитой турбулентности обычно 1» Х и соотв. я„> я„исключение составляют зоны потока, прилегающие к твердой пов-сти, где турбулентность затухает и интенсивность турбулентного переноса уменьшается. В отличие от Х величина Х,е не является теплофяз.
св-вом в-ва, а завясит от характера турбулентности. Лучистый перенос теплоты (радиационный Т., Т. излучением)-совокупные процессы излучения электромагн. волн пов-от»ми твердых или жидких тел, либо обьемами газов н паров, распространения этого излучения в пространства ме:клу телами я его поглощенна пов-сгями иля объемами др. тел. Практически для лучистого Т. наиб. важен инфракрасный диапазон спектра (длины волн 0,8- 40 мкм).
Интенсивность 1 монохроматич. лучистого потока в среде, способной излучать и частично поглощать электромагн. колебания, для единицы телесного (пространственного) угла имеет вяд: е е 1 1оехр(-))хзй)+ ) хВехр(-) Ыв)тй, о о где 1 -интенсивность лучистого потока, входюцего в рас- сматриваемый обьем по направлению 0 В-собственное уд. излучеюуе среды; й и х — уд. коэффициенты ослабленна и собств. излучения в-ва, отнесенные к единице расстояния в направлении 0 л-расстояние от места входа лучистого потока до рассматряваемой произвольной точен. Первое слагаемое для 1 учитывает поглощение входящею внеш. излучелпи йм а второе-поглощение собст». излучения сре- ды.
Полное жуачение плотности лучистого потока, посту- пающего в данную точку пространства по всем нвправле- виям и по всему диапазону частот, определяется интегриро- ванием выражения для 1 по пространств, углу й в пределах 0-4 я и по частотам от 0 до со с учетом зависвмостей коэффициентов й и х от частоты излучения оу (здесь в далее, напр., для координаты х)! 4К Ф я, = 1 ) 1соз(0 х)Мох(й о а н т.д. Общвй вектор лучистого потока йл определяется суммой его проекций на координатные осн. В отличие от локальных законов переноса теплоты тепло- проводностью и коивекцией закон лучистого переноса имеет интегральный характер.
Кроме того, Т. излучением может происходить без наличия в-ва среды ( в вакууме). Уравнение ржзхростравеввя энерппь Основа анализа про- цессов Т.-закон сохранения энергии, согласно к-рому ско- рость изменения кол-ва теплоты в произвольной точке в момент времени т равна разности между входящими в точху и выходжцими из нее кол-вами теплоты с добавле- нием возможного ясгочника теплоты яу! — — О19 (Ч, + и„+ Ял) + ЯЛ. д(рСУ) дх (1) Внутр.
тепловыделение м. б. обусловлено хям. р-пней, фазовыми переходами, прохождением электрич. тока, работой против снл вязкого трения в потоке; при наличии турбулентного переноса под знак дивергеншш хбо добавляется я,. В соответствии с конкретной задачей ур.ние (1) дополняется условиями однозначности, Начальные условия обычно фигурируют ках известное распределевие искомого температурного поля в начальный момент времени ть Т~!т„о = Т(х, у, л). Условиями на х.-л.
гравице к, рассматривае- мого объема тела (чаще всего на внеш. границе или в центре) м. б. известные значения т-ры 71 „= Т, нли проиэводд Г Р ной от нее — = — 9, /)ч а также условия конвективной дх х, теплоотдачи от (к) наружной пов-стн объема: д7) а(т)„— г,„) = — 7.— ). (2) дх~ пг где а-коэф. теплоотдачи, определяющий интенсивность Т. между твердой пов-стью и текучей средой.(теплоносителем) с т-рой г .
Накочец, еще один вид условий реализуется на границе контакта двух сред, где должны бьшь одинаковы ях т-ры я потока теплоты: т,=т,)„; 7.,ф)„=7.,— ')„. Тепловроводпость в твердых телах. Различают теплопроводность в стационарных и нестационарных условиях. Стационарная теплопроводность. Во внутр, точках т-ра тела во времени не изменяется, ио является ф-пней пространств. координат. В отсутствие конвективного и лучистого Т. внутри тела при 7 = сопз1 и дт= — О ур-ние (1) принимает вид: ч'т+ й„/). = О, гле т -оператор Лапласа. Решения ур-ния (3) нанб. просты для одномерных задач.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
