ChemStudy

2. Температуры двух фаз (твердой и жидкой или газовой) должны быть тождественны, это выполняется, если если результирующий теплопоток между двумя фазами равен нулю (это не исключает локальный межфазовый теплообмен)

Очевидно, то оба этих условия в реальном зернистом слое могут выполняться только приближенно.

В зернистом слое с неподвижной жидкой или газовой фазой величина lоэ это эффективная характеристика сложного процесса теплопроводности, включающего следующие стадии:

- теплопроводность твердого материала элементов слоя, которая характеризуется коэффициентом теплопроводности материала lт;

- молекулярная теплопроводность газа (жидкости), заполняющей слой - коэффициент теплопроводности lг;

- излучение между твердыми поверхностями элементов слоя; определяется оно свойствами этих поверхностей и уровнем температур в слое.

(*Излучением газовой фазы можно пренебречь из-за малых линейных размеров объемов газа*)

Тепловой поток в значительной мере проходит последовательно через отдельные зерна слоя и промежутки газа между ними (теплопроводностью и излучением), причем вблизи точек контакта зерен этот поток особенно интенсивен.

Очевидно, что структура зернистого слоя, его порозность должны оказывать значительное влияние на теплопроводность. Предложено много теоретических и экспериментальных зависимостей, определяющих эффективный коэффициент теплопроводности lоэ как функцию структуры слоя и теплопроводности обеих фаз зернистого слоя.

Обобщенная модель теплопроводности зернистого слоя

с неподвижной газовой (жидкой) фазой

Одной из наиболее простых и физически обоснованных является модель, предложенная Кунии.

В этой модели рассматривается осесимметричный тепловой поток между плоскостями, проходящими через центры двух соседних шаров. С учетом всех механизмов переноса теплоты в зернистом слое была получена формула.

(III),

в которой:

-коэффициент теплоотдачи излучением от зерна через газ мимо соседних зерен

-коэффициент теплоотдачи излучением между соседними зернами; p - степень черноты поверхности зерен

F - это относительная эффективная толщина газовой прослойки между шарами:

где k=lт/lг; q - центральный угол, приходящийся на одну точку контакта (зависит от геометрической укладки шаров).

Таким образом, в формуле (III) первый член учитывает тепловой поток через газовую фазу теплопроводностью и излучением, а второй член - теплопередачу через зерна за счет контактного и лучистого теплообмена между ними.

Сравнение расчетов по формуле (III) с опытными данными разных исследователей проведено во многих работах. В широком диапазоне изменения размеров зерен и порозности слоя для разных газов, жидкостей и материала зерен получено хорошее совпадение результатов.

ЭРНСТ (Ernst) Ричард (р . 1933), швейцарский физикохимик. Исследовал строения молекул сложных органических соединений (белков, гликозидов, липидов, пептидов и др.) методами спектроскопии ядерного магнитного резонанса высокого разрешения. Нобелевская премия (1991).

ТОПОЛЬ Эдуард Хаимович (р . 1938), русский писатель. С 1978 в эмиграции в США. В романах ("Журналист для Брежнева, или Смертельные игры", 1981, "Красная площадь", 1983, оба совместно с Ф. Е. Незнанским; "Чужое лицо",1986, "Завтра в России", 1988 и др.), сочетающих факты и вымысел, острые социально-политические коллизии в СССР.

ФРЕДЕРИКС Всеволод Константинович (1885-1943) , российский физик, доктор физики (1907), один из основателей физики жидких кристаллов. Труды по оптике, электродинамике, молекулярной физике. Репрессирован; реабилитирован посмертно.