Молекулярная теплопроводность

Двигатель, работающий на чистом спирте, выделяет с выхлопными газами гораздо меньше продуктов сгорания, чем бензиновый двигатель той же мощности. Температуры фронта пламени паров спирта сравнительно низкие, поэтому образуется вдвое меньше окислов азота. Стехиометрическое количество воздуха для спирта меньше, чем для бензина, и пары спирта гораздо лучше горят в бедной смеси. Поэтому количество окиси углерода также уменьшается — оно составляет лишь около 50 % по сравнению с бензиновым двигателем. Несго-ревшне углеводороды практически отсутствуют благодаря тому, что молекулярная структура спирта проще, чем у бензина. Кроме того, нет надобности добавлять свинец с целью по-126

Определяя температурную зависимость модуля упругости какого-либо конкретного аморфного линейного полимера в широком интервале температур (например, от —70 до +200° С), мы получим кривую (рис. 11). В области стеклообразного состояния, когда значение G равно порядка 101 кПсм2, происходит одно или несколько резких понижений G. Между областями стеклообразного и равновесно-высокоэластического состояний имеется упомянутый выше переход, при котором G постепенно падает до 102 кГ/см*. У разных материалов эти зависимости различны, следовательно, на это влияет химическая и молекулярная структура полимеров.

4. А. 3. Г о л и к и др. Молекулярная структура и вязкость жидкостей.— Укр. хим. журнал, 1949, т. 14, № 2; 1951, № 5.

Молекулярная структура индивидуальных соединений

2. Физические и химические факторы неодинаково влияют на устойчивость горения при пониженных давлениях. Так, при РЕам ^> 300 ммрт. ст. большую роль играют физические факторы (распыл, испарение и температура топлива). При РКЯМ <С 150 мм рт. ст. влияние этих факторов снижается, и более существенную роль начинают играть химические факторы (молекулярная структура углеводородов, активаторы), причем влияние активаторов оказывается каиболее эффективным.

В жидкостях перенос теплоты теплопроводностью происходит по типу распространения продольных колебаний аналогично распространению звука. Поэтому коэффициенты теплопроводности жидкостей больше коэффициентов теплопроводности газов. Молекулярная структура кристаллических тел способствует переносу теплоты.

Молекулярная структура асфальтенов является весьма сложной, их молекулярный вес достигает нескольких тысяч. Асфальтены в ма-

Даже в случае применения специально отобранных нефтей только часть углеводородов, входящих в их состав, имеет необходимую молекулярную структуру и вязкостные свойства. Эффективное избирательное удаление из них нежелательных соединений достигается применением специальных методов переработки нефти — физических и химических. К физическим методам относят процессы, основанные на перегонке, очистке при помощи растворителей, экстракции, кристаллизации и адсорбции. К химическим методам переработки относят процессы облагораживания нефтяного сырья, состоящие в проведении реакций гидрогенизации, дегидрогенизации, циклизации, ароматизации, изомеризации или других реакций, в результате которых меняется молекулярная структура исходных углеводородов [1, 11]. Как правило, химической переработке подвергают ту часть нефти, которая была из нее выделена перегонкой, экстракцией или при помощи каких-либо других физических методов.

Молекулярная структура этих соединений не изучалась, однако идентичные соединения (длинноцепочечные парафины) изучены достаточно подробно. Эти соедиения характеризуются неполярной межмолекулярной связью. Молекула представляет собой плоскую зигза-

Закон соответственных состояний не имеет всеобщего значения, он справедлив в пределах определенных групп термодинамически подобных веществ. Поэтому и общие закономерности для тепло физических свойств применимы только для групп термодинамически подсобных теплоносителей. В связи с этим возникает вопрос о принципе классификации высокотемпературных теплоносителей по этим группам или, как говорят в теории подобия, о критериях термодинамического! подобия. Как было показано выше, теплофизичеекие свойства веществ зависят от молекулярной структуры жидкого состояния вещества и типа межатомной связи. Но, ,как показано выше, молекулярная структура вещества в жидком состоянии аналогична той, которую имеет это вещество в твердом состоянии. Поэтому критерием термодинамического подобия высокотемпературных теплоносителей будет являться следующее условие: высокотемпературные теплоносители термодинамически подобны, если они 44

При вулканизации изменяется молекулярная структура полимера (образуется пространственная сетка), что влечет за собой изменение его физико-механических свойств: резко возрастает прочность при растяжении и эластичность каучука, а пластичность почти полностью исчезает (например, натуральный каучук имеет ав = 1,0-н 1,5 МПа, после вулканизации ав = 35 МПа); увеличиваются твердость, сопротивление износу. Многие каучуки растворимы в растворителях, резины только набухают в них и более стойки к химикатам. Резины имеют более высокую теплостойкость (НК размягчается при температуре 90 °С, резина работает при температуре свыше 100 °С).

от неметаллических жидкостей в жидких металлах процессы молекулярной теплопроводности приобретают важную роль не только в пристеночной области, по н и турбулентном ядре потока. В предельном случае, когда /\—+'-Г* а Рг—>-0, молекулярная теплопроводность становится основным способом переноса тепла, гак как интенсивность конвективного теплообмена по сравнению с ней оказывается ничтожно малой.

где Яэфф — измеренное эффективное значение теплопроводности; Я — молекулярная теплопроводность; Ял — теплопроводность, обусловленная излучением.

Так как турбулентная диффузия, турбулентная теплопроводность в тысячи и десятки тысяч раз больше, чем соответственно молекулярная диффузия и молекулярная теплопроводность, то этими последними можно пренебречь. Тогда коэффициенты турбулентной диффузии и турбулентной теплопроводности, т. е. е и К, окажутся в следующей простой зависимости:

При Pe>Pel в работе [71] расчеты были произведены по формуле (5.18), причем в области У<Уп учитывалась только молекулярная теплопроводность, а в области Z/
Влияние магнитного поля на теплообмен при турбулентном течении связано с двумя гидродинамическими эффектами: эффектом гашения турбулентных пульсаций и эффектом Гартмана. Продольное поле вызывает гашение турбулентных пульсаций и переход от более заполненного турбулентного профиля к профилю, менее заполненному, приближающемуся с увеличением числа Гартмана к параболическому. Оба эффекта снижают интенсивность теплообмена. Причем это снижение будет заметным только в определенной области чисел Рейнольдса. В области малых чисел Рейнольдса главную роль будет играть молекулярная теплопроводность; конвективный механизм дает незначительный вклад в теплообмен. В области больших чисел Рейнольдса отношение электромагнитных сил к инерционным уменьшается, что приводит к уменьшению влияния поля на гидродинамику и теплообмен. Результаты исследования тепло-

Минимально возможную интенсивность теплоотдачи в жидких металлах можно рассчитывать по схеме, предложенной в работе [7]. Выделим в потоке тепловой подслой, в котором преобладает молекулярная теплопроводность в той же мере, в какой молекулярная вязкость преобладает в вязком подслое турбулентного потока.

При Ре>Ре; в работе [8] расчеты были проведены по формуле (5.4), причем в области у<у\т учитывалась только молекулярная теплопроводность, а в области y>y\^ — только турбулентная. Расчет чисел Nu по формуле (5.4) при Рг=0 и степенном законе распределения скоростей приводит к значениям NUmin ПрИ <7 = const>

Решение, представленное в работе К. В. Дементьевой и А. М. Макарова [7-3], в основном соответствует ранее сформулированной краевой задаче. Исключением является принятие условия, что молекулярная теплопроводность пренебрежимо мала по сравнению с турбулентным переносом. Принимается, что Хт=ржСрЖЕ*шх(;с)6о— для плоской струи и Лт=ргкСрШ8*Жх^(-ч;) •—-для осесимметричной; бо — начальное значение толщины струи. В результате Ат=Ат(х) как для осесимметричной, так и для плоской струи.

При таких малых числах Рг молекулярная теплопроводность становится соизмеримой с турбулентной теплопроводностью не только в вязком и промежуточном слоях, но и в турбулентном ядре потока. При этих условиях интеграл (10.63) должен браться с учетом соизмеримости Я и Яг по всему поперечному сечению турбулентного потока. С другой стороны, в этом случае как в вязком, так и в промежуточных слоях безусловно преобладает молекулярная теплопроводность. Так, например, при Рг = 0,01 и т) = 30 (? я» 1) имеем

Напишем уравнение распространения тепла в цилиндрических координатах, полага», что в струе имеет место как изотропная турбулентная, так и молекулярная теплопроводность.

/—молекулярная теплопроводность воздуха, [Л. 121]; 2, 3 — расчет для отложений при а = 0,9, Ят = 0,6 вт/м-град, Хк = 10~8 вт/м-град, П = = 0,95, d3 = 1,0 мк и 0,1 мк (сравни с точками сг»); 4 — То же, сажа, а = 0,9. КТ «ч 300 вт/м-град, Кк = 10"* вт/м-град, П = 0,95, d3 = 0,025 мк (сравни