Басниев К.С. Энциклопедия газовой промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

— иметь достаточный объем информации о приро-

де пробы, в частности для проверки, нет ли воз-

можности

нежелательных

взаимодействий раз-

личных

компонентов;

— иметь уверенность, что некоторые компоненты

не окажутся необратимо поглощенными в хро-

матографической колонне.

Пренебрежение этими условиями порождает

значительные ошибки, порой трудно обнаружи-

мые,

вот почему точные анализы подобного рода

могут

осуществляться только подготовленным

оператором.

1.8.3.2.3.3. Взаимодополняемость масс-спектро-

метрии

и газовой хроматографии

Масс-спектрометрия

является

лабораторным

методом,

позволяющим специалисту быстро полу-

чить надежные результаты даже для пробы, при-

рода которой не определена.

Газовый хроматограф применяется в лаборато-

рии

для восполнения иногда недостаточных ре-

зультатов масс-спектрометрии (с

целью

повыше-

ния точности

и/или

улучшения

нижнего предела

детекции на пробе, уже подвергнутой исследова-

нию известными способами масс-спектрометрии).

1.8.3.2.4.

Отборы

проб

газа.

Тарирование ана-

лизаторов

Качество измерения зависит прежде всего от

качества отбора проб и от точности тарирования

анализатора.

1.8.3.2.4.1.

Отборы проб

Отбор пробы

является

очень тонкой операцией,

которая самым прямым образом может дискреди-

тировать конечные результаты. В нормативах NF X

20-251,

соответствующих международным норма-

тивам ISO 6712, речь идет о "приборах для отбора

транспортировки проб газа на установках-анали-

заторах".

1.8.3.2.4.2.

Тарирование

Качество тарирования (не путать с воспроизво-

димостью результатов анализатора) самым пря-

мым образом обуславливает точность итоговых за-

меров.

Весьма разнообразные аспекты методов

отбора проб представлены в нормативах от NF X

20-200 до NF X

20-211,

а также в нормативах NF X

20-220 и NF X 20-230.

1.9.

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

Передача

тепла

осуществляется с помощью

трех механизмов, обычно сопутствующих друг дру-

гу,

хотя

и имеющих совершенно различную физиче-

скую

природу:

— излучением - практически для всех веществ, за

исключением нескольких простых

газов;

— кондукцией в чистом виде - внутри твердых тел;

— конвекцией (естественной или вынужденной) -

в жидкостях.

1.9.1.

ПЕРЕДАЧА

ТЕПЛА

ИЗЛУЧЕНИЕМ

В отличие от

двух

последних видов теплопере-

дачи,

которые требуют физического контакта ис-

точника

тепла

с акцептором, излучение осуществ-

ляется

на расстоянии, предпочтительно в направ-

лении вакуума.

1.9.1.1.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПЕРЕД

ДРУГИМИ

ФОРМАМИ

ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

Излучение

обладает

рядом преимуществ перед

другими

формами теплопередачи:

— когда имеется опасность загрязнения акцеп-

тора или химической реакции;

— поскольку излучение переходит в тепло только

после поглощения приемником, тепловые поте-

ри

между источником и приемником незначи-

тельны, если среда между ними легко пропуска-

ет радиацию;

— количество тепла, передающееся с излучением

при

постоянном перепаде температур, значи-

тельно

возрастает с ростом температуры источ-

ника.

1.9.1.2.

ИЗЛУЧЕНИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ.

ЧЕРНОЕ ТЕЛО (ИЛИ ПОЛНЫЙ

ИЗЛУЧАТЕЛЬ)

При падении пучка излучения на

тело

часть его

а поглощается и переходит в тепло, другая часть х

проходит сквозь тело, если оно

является

прозрач-

ным,

и, наконец, третья - р - отражается от вход-

ной

поверхности тела, не проникая в

него.

а+х+р=1

где

а - коэффициент поглощения тела-акцептора;

- его коэффициент пропускания;

- его коэффициент отражения.

Для тела, которое при данной температуре по-

глощает максимум излучения, т = 0 (непрозрачное

тело)

и р = 0.

Тело,

не отражающее излучения, в

частности,

никаких световых лучей, воспринимает-

154

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ся как абсолютно черное при обычной температу-

ре,

откуда следует название "черное тело для

объектов подобного рода.

Согласно определению Кирхгоффа черное тело

тому же излучает максимум энергии при любой

температуре как в целом, так и для каждой моно-

хроматической компоненты полного излучения.

Поскольку законы излучения черного

тела

очень хорошо изучены, можно определить излуче-

ние некоторого тело по отношению к черному

телу

при

одинаковых температурах с помощью числа,

всегда

меньшего единицы, которое называется ко-

эффициентом черноты е, вещества при заданной

температуре t (прежде - коэффициент полной

эмиссии).

При каждой температуре спектральный коэф-

фициент черноты для расчетной длины волны А,

совпадает с коэффициентом поглощения волны

той же длины:

Для

полного

излучения

подобное

совпадение

имеет

место

лишь в следующих случаях:

— для

серого

тела,

коэффициент

черноты

которо-

го

одинаков для всех длин

волн;

— для

произвольного

тела, если

поглощаемое

им

излучение

является излучением

черного

тела,

имеющего

ту же температуру, что и

поглоща-

тель.

1.9.1.2.1.

Физические величины, описываю-

щие

излучение

1.9.1.2.1.1.

Поток энергии F

Поток F - это мощность полного излучения

тела

в окружающее пространство.

Единица измерения в системе СИ: ватт (Вт).

1.9.1.2.1.2. Энергетическая светимость М

Светимостью М называется поток, излучаемый

единицей поверхности

тела

в пространство-полу-

сферу перед ним:

= F/S

Единица измерения в СИ: Вт/м

1.9.1.2.1.3. Энергоосвещенность Е

Освещенность Е - это поток, падающий на еди-

ницу поверхности поглощающего тела:

Единица

измерения

в СИ:

Вт/м

1.9.1.2.1.4.

Сила излучения I в

направлении

Величина

I определяется как отношение эле-

ментарного

потока

cF,

испускаемого

телом внутри

элементарного

конуса

с осью А, к величине Aft те-

современное

название "exltance

energetique",

преж-

нее

название

'emittance

energetique"

русском

переводе

полностью

эквивалентны

(прим.

перев.)

лесного

угла при вершине этого конуса при его

стремлении

к нулю:

oil

D определяется в следующем разделе.

1.9.1.2.1.5. Энергетическая яркость L в направле-

нии

Яркостью L называется отношение силы излуче-

ния в данном направлении к площади oS

проекции

элемента излучающей поверхности на плоскость,

нормальную к направлению А:

I _ ED

dSa

c/S

Величина

—^ представляет

собой

телесный

угол,

под

которым

наблюдается излучающий эле-

мент

dS из

точки,

расположенной

на

расстоянии

заданном направлении А. Отсюда следует

соот-

ношение:

Е =

Lotto

Единица

измерения:

Вт

•

ср~

•

м-

, где ср -

стера-

диан.

1.9.1.2.2.

Излучение черного тела

1.9.1.2.2.1.

Величина константы

Стефана

Светимость М° черного

тела

при абсолютной

температуре Т [К] задается формулой Стефана:

М-сТ

В системе СИ: о - 5.670

•

10"

Вт

•

м-

•

К"*

1.9.1.2.2.2. Величины констант С, и С

в уравнении

Планка

Эти константы выражают монохроматическую

светимость черного

тела

т° в зависимости от дли-

ны волны X и реальной абсолютной температуры Т

черного

тела:

= 0.014388 (длина волны выражена в метрах),

либо

= 14388 (длина волны выражена в

микронах).

Значение

С,: 3,742

•

10~

Вт/м

(длина волны в ме-

трах).

1.9.1.2.2.3.

Величина константы Вьена (С»)

где

- длина волны, соответствующая

макси-

мальному

монохроматическому

излучению

черно-

го

тела при

абсолютной

температуре

Т.

= 0.002897 (длина волны в метрах),

С» =

2897

(длина волны в

микронах).

155

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Температура

источника

20°С

40"С

60°С

80°С

100

120°С

140°С

160"С

180°С

200°С

Температура

источника

100°С

200°С

300°С

400

500°С

600-С

700"С

800"С

900°С

1000°С

100

1200Х

1300°С

1400°С

1500°С

1600°С

1700°С

1800-С

1900°С

000°С

Температура

источника

100°С

200°С

300°С

400°С

500°С

600-С

700°С

!800°С

1900°С

000°С

Температура

источника 2

0°С

5,16

5,74

6,38

7,08

7.84

8,66

9,55

10,50

11,53

12,63

6,33

6,99

7,72

8,51

9,36

10,28

11,27

12,33

13,46

7,66

8,42

9,23

10,12

11,07

12,09

13,18

14,35

60°С

9,17

10,02

10,94

11,92

12,97

14,10

15,31

80"С

10,87

11,82

12,84

13,92

15,09

16,33

100°С

12,77

13,82

14,94

16,14

17,42

120°С

14,87

16,03

17,27

18,59

140°С

17,19

18,47

19,83

160°С

19,75

21,15

180°С

22,54

Температура

источника 2

0°С

7,84

12,63

19,34

28.32

39,89

54,40

72,19

93,61

119,0

148,7

183,0

222,3

266,9

317,2

373,4

436,1

505,4

581,7

665,4

756,8

100°С

17,42

25,10

35,14

47,90

63,71

82,92

105,9

132,9

164,3

200,5

241,8

288,5

341,0

399,6

464,6

536,5

615,5

701,9

796,2

200°С

32,77

44,00

58,06

75,29

96,02

120,6

149,4

182,7

220,8

264,2

313,1

367,9

429,0

496,6

571,1

652,8

742,2

839,5

300°С

55,23

70,71

89,46

111,8

138,2

168,8

204,1

244,3

289,9

341,1

398,4

462,0

532,2

609,5

694,2

786,5

886,9

400°С

86,18

106,6

130,7

158,9

191,5

228,9

271,3

319,2

372,9

432,7

498,9

572,0

652,2

739,8

835,3

938,9

500°С

127,0

153,0

183,1

217,8

257,4

302,2

352,5

408,8

471,2

540,2

616,1

699,3

790,1

888,8

995,8

600°С

179,0

211,2

248,1

290,0

337,3

390,1

449,0

514,2

586,1

665.1

751,4

845,4

947,4

1058

700°С

243,5

282,7

327,1

376,8

432,4

494,0

562,1

637,0

719,1

808,6

905,9

1011

125

800°С

322,0

368,8

421,3

479,6

544,1

615,2

693,3

778,5

871,4

972,2

1081

199

900°С

415,7

470,9

532,1

599,7

673,9

755,1

843,8

940,1

044

157

279

Температура

источника 2

1000-С

526,1

590,3

661,0

738,4

823,0

915,1

1015

123

240

1365

100°С

654,5

728,4

809,2

897,3

992,9

096

208

1329

1458

1200°С

802,3

886,6

978,2

1077

185

1301

1425

1559

1300°С

970,8

1066

169

1280

1400

1529

1667

1400°С

161

1268

1384

508

640

783

1500

1375

1495

623

760

1907

1600°С

614

747

1888

040

1700°С

1879

026

181

1800°С

2172

333

1900°С

493

<т}--ф

Коэффициент

излучения

черного

тела

между

источниками

и 2с

температурами

Т,и Т& a

= о

1~'г

1.9.1.2.3.

Коэффициент излучения

В расчетах оказывается полезным отношение

количества тепла, переданного излучением, к раз-

ности

температур Т, - Т

между двумя источника-

ми.

Таким способом определяется коэффициент

излучения, полностью аналогичный коэффициенту

конвекции,

так что, если передача

тепла

происхо-

дит с излучением и конвекцией, то для получения

коэффициента полной теплопередачи достаточно

просуммировать коэффициенты излучения и кон-

векции.

Пример:

Рассчитать коэффициент излучения полусфе-

рического

свода из известняка при

1700°С

к листу

платины при

1500°С,

лежащему в основании свода.

156

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Коэффициент излучения черных поверхностей

при

этих двух температурах согласно таблице

— для известняка при 1

700°С:

с,-0,14 S, = 2«/*;

— для платины при 1

500°С:

ег-0,17

S2" 14

;

поверхность выпуклая S

поверхность вогнутая Si

0,5

Откуда искомый коэффициент излучения:

1495x0,14x0,17

"' ~ 1-(1-0,14)

•

(1-0,17) 0,5 "

- 55,3 Вт

•

м-

•

К"

1.9.1.2.4.

Величины энергетических светимо-

стей

черного тела

= 5,670

•

10-»

Вт

•

м-

См.

следующую таблицу.

1.9.1.3.

Излучение прозрачных тел

Реальные

тела

поглощают попадающее на них

излучение лишь частично.

Для непрозрачных тел в зависимости от

того,

полированный или матовой является их поверх-

ность,

непоглощенная энергия падающих

лучей

мо-

жет быть либо отражена от поверхности, либо рас-

сеяна во всем пространстве перед телом. Для тел,

прозрачных к излучению, часть падающего потока

может пройти сквозь всю толщину

тела

без погло-

щения:

эта часть потока соответствует коэффици-

енту пропускания т тела.

Т(К)

273

300

325

350

375

400

425

450

475

500

525

550

575

600

625

650

675

700

725

750

775

800

825

850

875

900

925

950

975

1000

1025

1050

1075

100

1125

150

1175

1200

1225

1250

1275

, (10

Вт/м

)

0,3149

0,4593

0,6326

0,8509

1,121

1,452

1,850

2,325

2,886

3.544

4,307

5,188

6,198

7,348

8,652

10,12

11,77

13,61

15,67

17,94

20,45

23,22

26,27

29,60

33,24

37,20

41,51

46,18

51,24

56,70

62,59

68,92

75,72

83,01

90,82

99,17

108,1

117,6

127,7

138,4

149,8

Т(К)

1300

1325

1350

1375

1400

1425

1450

1475

1500

1525

1550

1575

1600

1625

650

675

700

1725

1750

1775

1800

1825

1850

1875

1900

1925

1950

1975

2000

025

050

075

2100

2125

2150

2175

200

225

250

275

300

М°,

(10

Вт/м

)

161,9

174,8

188,3

202,7

217,8

233.8

250,6

268,4

287,0

306.7

327,3

348,9

371,6

395,4

420,3

446,3

473,6

502,0

531,8

562,8

595,2

629,0

664,2

700,8

738,9

778,6

819,8

862,7

907,2

953,4

1001

1051

103

156

1212

1269

1328

390

1453

1519

1587

Величины

энергетических

светимостей

черного

тела.

Тело

Белое стекло

Зеркальное стекло

(зеркала Сент-Гобен)

Жаростойкое стекло

Плексит лаз

(сообщество Альстхом)

Толщина

(ми)

0,13

1,03

1,50

5,25

Температура черного тела

источника излучения

(К)

370

0,097

0,013

0,009

0,012

0,004

0,012

0,005

600

0,295

0,106

0,088

0,062

0,029

0,032

0,015

750

0,412

0,183

0,170

0,142

0,091

0,093

0,069

0,007

1020

0,605

0,366

0,327

980

0,285

0,213

0,220

0,179

0,040

130

0,631

0,420

0,377

170

0,381

0,307

0,320

0,267

140К

0,062

1400

0,658

0,500

0,464

1390

0,495

0,427

0,463

0,384

1390

0,128

1650

0,793

0,639

0,588

1670

0,602

0,542

0,553

0,503

0,210

Значения

коэффициента

пропускания

некоторых

типов

стекол

и плексиглаза (с параллельными

поверхностями)

по

отношению

к излучению

черного

тела

при Т(К), согласно A.

Goeffe:

Передача

тепла

излучением.

157

ОБЩИЕ

СВЕДЕНИЯ

1.9.1.4. ИЗЛУЧЕНИЕ РЕАЛЬНЫХ ТЕЛ

1.9.1.5. ИЗЛУЧЕНИЕ ГАЗОВ

Светимость

реальных тел:

еК,

М°

светимость

черного

тела

при

рассматривае-

мой

температуре;

светимость

заданного

тела

при той же

темпе-

ратуре;

е,

коэффициент

черноты

данного

тела.

Коэффициент

е,

существенно

зависит

от

состоя-

ния

поверхности

тела:

ростом

шероховатости

он

возрастает.

1.9.1.5.1.

Общие сведения

Некоторые газы, такие

как

сухой азот

сухой

кислород,

являются полностью прозрачными

из-

лучению.

Среди

обычных

газов, обладающих способнос-

тью значительного лучеиспускания, основными

являются углекислый

газ,

одноокись углерода,

пары воды, причем

это

излучение ограничено

уз-

кой

областью относительно длин

волн

(отдельные

полосы испускания

поглощения). Лучеиспуска-

ние этих газов при каждой температуре зависит

от

толщины еслоя излучения

и их

концентрации (пар-

циального

давления

р) в

атмосфере.

Наименование

состояние

поверхности

Алюминий:

хорошо отполированная плас-

тинка

из

чистого

(на

98,37%)

алюминия

полированный

грубая полировка

промышленные

листы

окисленный при 600°С

окись алюминия

Серебро:

чистое

полированное

Медь:

промышленная,

обработанная

наждаком,

отполированная

промышленная,

начищенная

до

блеска

пластинка,

нагретая

до

600°С

окись меди

Олово:

блестящее

луженое железо

промышленная луженая жесть

Латунь:

хорошо

отполированная

(82,9%

-Си,

17%-Zn)

прокатная пластина,

отполиро-

ванная

грубым

наждаком

блеклая

пластина

окисленная

нагреванием

при

600-С

Ртуть

Никель:

чистое

(98,9%),

отполирован-

ное

электролитическое

по-

крытие

пластина,

окисленная

при

600°С

окись никеля

Темпера-

тура

°С

226-577

100

199-600

277-500

500-828

227

- 627

100

200-600

800-1100

100

277

49-349

200-600

0-100

227-377

200-600

650-1254

Коэффици-

ент

черноты

0,039

0,057

0,095

0,18

0,09

0,11-0,19

0,63

0,42

0,26

0,020

0,032

0,052

0,030

0,072

0,57

0,66

0,54

0,043

0,064

0,07

0,08

0,030

0,20

0,22

0,61

0,59

0,09-0,12

0,07

0,087

0,37-0,49

0,59

0,85

Наименование

состояние

поверхности

Свинец

окись никеля

серый

окисленный

окисленный при 15

Железо

металлическая

по-

верхность

(либо

очень

тон-

кий

слой

окиси):

полированное железо

грубо отполированное железо

полированная сталь

грубая жесть

полированная жесть

полированный чугун

Железо

окисленная

поверх-

ность:

луженая

стальная жесть

окисленное

железо

сталь, окисленная при 600°С

окись железа

Цинк:

промышленный, чистый

на

99,1%,

отполированный

окисленный нагревом

при

400°С

блестящая

гальваническая

не-

окисленная

полированная

жесть

серая

окисленная гальваничес-

кая жесть

различные

материалы:

пластины

асбеста

бумага

из асбеста

огнеупорный кирпич

белая эмаль

на

железе

пробка

белая

или

кремовая радиатор-

ная краска

кремний-алюминиевая

краска,

два слоя

на

инконеле

гладкое

стекло

Температура,

°С

127

227

200

427-1027

100

938-1

100

900-1038

200

100

200-600

500-1200

227

- 327

400

38-371

1000

100

260

Коэффици-

ент

черноты

0,057

0,075

0,28

0,63

0,14 •

0,38

0,17

0,066

0,55

0,61

0,55

0,60

0,21

0,66

0,74

0,79

0,85-0,89

0,045

0,053

0,11

0,23

0,28

0,96

0,93

0,94

0,75

0,906

0,93

0,77

0,84

0,29

0,93

При

наличии взаимно соответствующих интервалов температуры

коэффициентов черноты можно

указанных диапазо-

нах применять линейную интерполяцию.

Значения

установлены Н.С. Hotierem

заимствованы из работы: McAdams, Transmission

de la

challeur.

Коэффициент

черноты

некоторых

металлов

различных

материалов

158

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.9.1.5.2.

Светящееся пламя

Светящимся называется пламя, содержащее в

виде суспензии очень мелкие частицы углерода

(от 0,1

до 0,01 мк), которые образуются в результа-

те частичного крекинга некоторых углеводородов

горючих

газов (особенно этана или этилена). Излу-

чение этих твердых частичек охватывает весь

спектр

и складывается с инфракрасным излучени-

ем прозрачных газов пламени (СО, СО

и Н

О).

1.9.1.5.3.

Спектральный коэффициент

излучения Zip

Спектральный коэффициент излучения е^ из-

меняется обратно длине волны

А.

согласно прибли-

женному закону:

К,/

е„

«Ф

(—зг>

где

/ - толщина пламени в направлении наблюде-

ния,

a Ki, называемый коэффициентом линейного

ослабления волны, длиной 1 мк, прямо пропорцио-

нален весовому содержанию в пламени газов угле-

рода крекинга и обратно пропорционален диамет-

ру частиц.

1.9.1.5.4.

Коэффициент излучения е

частичек вычисля-

ется по Ьбобщенному соотношению:

К./9 -•

1(1+

Это выражение показывает, что е

возрастает с

ростом

температуры в пламени.

Помимо этого по результатам анализа газов

пламени вычисляется коэффициент излучения г

прозрачных

газов.

Отсюда выводится коэффициент излучения

светящегося пламени:

1.9.1.5.5. Коэффициент излучения паров воды

0,60

0,50

0,40

0,30

0,20

0,10

—

_^£О2_

0.0J

—-—.

—-—,

~-~—-

———_

•

-— —

200° 400° 600° 800°

1000° 1200° 1400° 1600° 1800° 2000°

9(°С)

Коэффициент

излучения для t для Н£) в

зависимости

от произведения р

•

I, выраженного в

1С?

Па

•

и.

159

ОБЩИЕ

СВЕДЕНИЯ

*ч> 0,20

0.18

0,14

0,12

0,10

n no

u,uo

0,06

0,04

0,02

000

•0s

—->.

• ,

•—•—

—-.

•

—.—

———

-—

—-^_

0° 200" 400° 600° 800° 1000° 1200° 1400° 1600° 1800° 2000°

его

Коэффициент

излучения

едля

Н& в

зависимости

от

произведения

•

выраженною

Поправка

коэффициенту

излучения

паров

воды

зависимости

от

произведения

•

выраженного

160

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.9.1.5.6.

Коэффициент излучения е

углекислого

газа

В приведенной ниже таблице дается пример

расчетов коэффициента излучения дымовых

газов,

прозрачных при

300°С,

толщиной слоя 1,50

м,

состав которых следующий:

СО

10%,Н

- 20%,N

-70%

Замечания.

Для расчета коэффициента излучения полезно

обратиться к работе: G. Ribaud, E. Brun - Transmis-

sion de la chaleur, tome 1; Le rayonnement thermique.

Edition J. et R. Sennac, Paris, 1948.

1.9.2. Передача тепла

кондукцией

1.9.2.1.

Связующее соединение

Количества

тепла

Q, передающееся в стацио-

нарном режиме за единицу времени через стенку с

поверхностью S на расстояние / в направлении,

перпендикулярном этой поверхности, под действи-

ем разности температур ?,

-1

дается соотношени-

ем:

Q = (f, - f

) -X, в котором X - представляет со-

бой

коэффициент теплопроводности.

0.20

0.18

0.16

0.14

0.12

0.10

0.08

0.06

0.04

0.02

---•"•'

^-—

—^.

•^^^

^Ч

ч. *Ь

^4w

•*•—

со

200

400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

2000 2200

9(°С)

Коэффициент

излучения СОг в

зависимости

от

произведения

•

выраженного

в Па -и.

со

НгО

0,1-

0,2-

К^Па

Па

1,5

0,15-

0,30-

р/

К^Па

•м

• м

1.1

е,приЗО0°С

0,27x1,1

Коэффициент

излучения

0,108

= 0,297

0,405

Пример

расчета

коэффициента

излучения.

161

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.9.2.2.

Теплопроводность металлов,

изолирующих

строительных

материалов

Теплопроводность металлов зависит

от

степени

чистоты

и от

состояния

их

поверхности

так

же,

как

обычных

изоляционных материалов.

связи

этим

ее измерение является весьма тонким процес

очень

часто значения, указываемые для одного

того

же

тела разными авторами, значительно раз-

личаются.

В следующих таблицах

выражена

Вт/(м

•

К).

Сплавы

Обычная

сталь

Нержавеющая сталь

Инвар

Латунь 1-го титра

Латунь 2-го титра

Монель

Дюралюминий

Силумин

Замак

Обозначения

(издат-во Afnor)

А.37

Z10CN18.8

UZ.36

UZ.40

UN.30

AU.4G1

AS.106

ZA.46

X при 20°С

117

121

188

151

113

* Согласно различным источникам.

Металлы

Алюминий

99%

Серебро 99,98%

Чистая медь

Олово

Чистое железо

Никель

99%

Платина

Свинец

Вольфрам

Цинк

Температура

"С

100

0-200

100

211

205

421

415

384

380

160

112

109

* Согласно: "Handbook

Chemistry, Lange (1956).

Земля

строительные

материалы

Земля

сухая

Земля

влажная

Песок

сухой

Песок

влажный

Камень строительный

Цемент

Кирпич

из

глинозема

при

600°С

Кирпич

из

кремнезема

при600°С

при 1 000°С

Стекло обычное

Бетон

Гипс

Гипсовая плитка

Красный кирпич

Древесина

дуба, сухая

Древесина

сосны

Пробковая кора

Шерсть натуральная

(в

зависи-

мости

от

плотности)

Полистирол эластичный

(в

зави-

симости

от

плотности)

0,52

2.3

0,35

1,1

1,5 при 2,4

0,30

0,99

при 1,34

1.0

1.4

0,76

1,3 при

1,4

0,55

0,43

0,35

при 0,47

0,23

при 0,35

0,12

при 0,35

0,043

0,034

при

0,056

0,031

при

0,046

1.9.2.3.

Теплопроводность газов

паров

1.9.2.3.1.

Коэффициент теплопроводности X

В следующей таблице коэффициент теплопро-

водности

к выражен в Вт/(м

•

К).

Наименование

Углекислый

газ

Азот

Этан

Этилен

Водород

Метан

Кислород

Оксид углерода

Пары

воды

Температура

"С

100

ХхЮ

14,5

22,1

24,1

31,4

18,4

30,4

17,6

27,9

16.6

21,5

30,6

35,5

24,7

32,6

23,1

30,4

19,2

Представленные значения

взяты

из

работы: McAdams

"Transmission

chaleur",

1961,

за

исключением значения

для паров воды, заимствованного из: "Handbook

Chemis-

trf, Lange

(1956).

162

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.9.2.3.2.

Формула Саэерленда

Принято считать, что зависимость теплопровод-

ности

от температуры достаточно хорошо описы-

вается формулой Сазерленда:

А.=

В соотношениях, встречающихся в

задачах

теп-

ловой конвекции, широко используются характе-

ристические

числа, которые, как правило, не явля-

ются независимыми друг от друга.

1.9.3.2.

Безразмерные числа,

применяемые

в соотношениях

для коэффициента тепловой

конвекции

где

Т - абсолютная температура; Т

= 273; С - кон-

станта, зависящая от природы газа.

См.

таблицу на с. 164

Газы

Воздух

Углекислый газ

Азот

Этилен

Водород

Кислород

Метан

Пары

воды

119

240

113

226

138

198

650

1.9.2.3.3.

Теплопроводность воздуха

Зависимость

теплопроводности воздуха от тем-

пературы в интервале от 0 до

200°С

достаточно хо-

рошо

согласуется с формулой:

X. = 0,0238 + 0,000064 /

1.9.2.3.4.

Теплопроводность паров

воды

В следующей таблице даются значения тепло-

проводности

паров воды в интервале температур

от100

до300°С:

/,°с

Х.Х10

100

23,4

140

26,7

160

27,3

180

28,6

200

240

32,7

260

280

35,2

300

36,6

1.9.3.

Передача тепла

конвекцией

1.9.3.1.

Определение

Коэффициентом тепловой конвекции а жидкос-

ти вблизи стенки называется количество теплоты,

переданное с единичной поверхности стенки (или

полученное от нее) в единицу времени при разнице

температур в один градус между удаленной мас-

сой

жидкости и стенкой.

1.9.3.3.

Значения числа Прандтля-L-f

для некоторых газов и

жидкостей

при атмосферном

давлении

и100°С

См.

таблицу на с. 164

1.9.4.

Смешанная передача

тепла

кондукцией,

конвекцией

излучением

На практике все три процесса протекают одно-

временно.

Температура в стационарном режиме через

стенку,

разделяющую две жидкие среды, выража-

ется соотношением:

в котором:

Q - количество тепла, переданное за одну се-

кунду на 1 м

поверхности стенки, выражается в

Вт/м

;

Т - t - разница температур между теплой и хо-

лодной жидкостью, замеренные

вдали

от стенки;

- параметр, называемый коэффициентом пол-

ной

теплопередачи и определяемый формулой:

а, А. ос,

где

А.

- коэффициент теплопроводности стенки;

- ее толщина;

а, и а

- коэффициенты теплопередачи между

флюидом и стенкой.

Каждый из

двух

последних коэффициентов

равен сумме коэффициентов конвекции между со-

ответствующим флюидом и стенкой, которые оп-

ределены в разд.

1.9.1.2.3.

и 1.9.2.3.1.

163