Перенос энергии в форме тепла (теплоты,), происходящий между телами, имеющим различную температуру, называется теплообменом (переносом тепла). Движущей силой любого процесса теплообмена является разность температур более нагретого и менее нагретого тел. Перенос тепла осуществляется тремя принципиально разными процессами: теплопроводностью -между непосредственно движущимися соприкасающимися частицами тела, конвекцией - вследствие движения и перемешивания макрообъемов газовых и жидких тел, тепловым излучением - через лучеиспускание от нагретого тела температурой 300-600 °С и более и лучепоглощение менее нагретым телом.

Теплопроводностью характеризуют скорость распространения тепла в различных веществах. Теплопроводность - это количество тепла, которое проходит в единицу времени через единицу поверхности теплопереноса при разности температуры в 1 град, отнесенное к единице длины в направлении теплового потока, перпендикулярном поверхности теплопереноса.

Для жидких нефтяных фракций теплопроводность уменьшается с повышением температуры и их плотности и составляет от 0,1 до 0,9 Вт/(м-°С). Теплопроводность углеводородных газов и паров нефтяных фракций растет с повышением температуры, снижается с увеличением их молекулярной массы и изменяется при нормальном давлении от 0,02 до 0,08 Вт/(м • °С). Теплопроводность теплоизоляционных материалов от 0,006 до 0,18 Вт/(м • °С), металлов при 0 °С: меди - 394 Вт/(м-°С), обычной углеродистой стали - 52, нержавеющей хромоникелевой стали - 25 Вт/(м-°С). Теплопроводность часто измеряется в ккал/(м • ч • °С), при этом 1 ккал/(м • ч • °С) = 1,163 Вт/(м-°С). В литературе опубликованы экспериментальные табличные и графические данные по тепловым свойствам газов, углеводородов и нефтяных фракций для разных температур и давлений, а также эмпирические формулы для вычисления значений тепловых свойств и для их пересчета на разные температуры и давления. Имеются также формулы для вычисления тепловых свойств смесей по свойствам компонентов.

Теплоемкость определяется как количество тепла, необходимое для нагрева единицы вещества на 1 град (в некотором интервале температур). Теплоемкость массовая измеряется в кДж/(кг • °С) или в ккал/(кг • °С), при этом 1 ккал/(кг-°С) = 4,187 кДж/(кг-°С). Теплоемкость мольная равна теплоемкости массовой, умноженной на молекулярную массу вещества. Теплоемкость жидких углеводородов и нефтепродуктов зависит от химического строения и состава, а также от температуры. Теплоемкость вещества в газовой или паровой фазе зависит также и от давления, причем теплоемкость может определяться при постоянном давлении (широко применяется в практике расчетов процессов нефтегазопереработки) или при постоянном объеме (первое значение всегда больше второго). Теплоемкость паровой (газовой) фазы значительно больше теплоемкости жидкой фазы этого же вещества.

Например, для углеводородов и нефтяных фракций в газовой (паровой) фазе в интервале температур от 0 до 500 °С и при давлениях до 5 МПа теплоемкость находится в пределах 2,5-3,0 кДж/(кг-°С), а для водорода - 3,5— 15,0    кДж/(кг-°С). Некоторые значения теплоемкости жидких нефтяных фракций при 20 °С в кДж/(кг-°С) равны:

Фракция      Относительная плотность    Теплоемкость

Бензиновая    0,74                                  2,4

Дизельная      0,87                                  2,1

Масляная       0,94                                  1,8

Энтальпия (теплосодержание) - это количество тепла, необходимое для нагрева единицы вещества от некоторой базовой температуры (0 °С или К) до данной температуры. Абсолютное значение энтальпии для практических расчетов не представляет интереса, так как в расчетах обычно используют разность значений энтальпии для разных температур. Энтальпия мольная больше энтальпии массовой. Влияние температуры и давления на значения энтальпии паров и жидкостей аналогично их влиянию на теплоемкость. Единицы измерения энтальпии: кДж/кг или ккал/кг.

Теплота испарения (конденсации) часто определяется как разность энтальпий насыщенных паров и насыщенной жидкости при одной и той же температуре. Средние значения теплоты испарения некоторых нефтяных фракций:

Фракция          Теплота испарения, кДж/кг

Бензиновая     290-315

Керосиновая   230-250

Масляная       170-220

Теплота сгорания (теплотворная способность) - количество тепла, выделяющееся при полном сгорании единицы вещества. Это важнейшее свойство топлив и всех горючих веществ характеризует мощность всех двигателей и другого теплообразующего оборудования, использующего горение топлива. Низшая теплота сгорания (чаще используется в практических расчетах) меньше высшей теплоты сгорания на величину теплоты конденсации образующихся при горении водяных паров. Ниже приведены некоторые значения низшей теплоты сгорания некоторых видов топлив в МДж/кг:


Увеличить

Для практических расчетов применяются обычно значения тепловых свойств, найденные с некоторой погрешностью. Даже экспериментальные данные обычно имеют погрешность, обусловленную несовершенством экспериментального прибора и неточностью измерений (для нефтяных топлив ГОСТ 21261-75 и для углеводородных газов ГОСТ 10062-75). Невозможно экспериментально определить свойства всего множества смесей веществ, применяемых в технике. Поэтому используют многочисленные эмпирические уравнения для приближенного вычисления свойств смесей.

При проектировании и расчете промышленных установок стоит обычно дилемма: каким из многих опубликованных методов воспользоваться для определения значений энтальпий газовых (паровых) и жидких потоков. Разница в определении энтальпий материальных потоков, найденных различными методами, может достигать, например, для установок переработки углеводородных газов до плюс/минус 20-40 %. Это приводит к существенно различным величинам проектных количеств тепла и материальных потоков.




Вы можете скачать файл реферат "Тепловые свойства" курсовую работу абсолютно бесплатно. Скачивая файл, помните, что он служит основой для самостоятельной работы.

Чтобы получить полную информацию, подпишись на нас Vk.com/enciklopediyatehniki