Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 [ 43 ] 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

- иметь достаточный объем информации о природе пробы, в частности для проверки, нет ли возможности нежелательных взаимодействий различных компонентов;

- иметь уверенность, что некоторые компоненты не окажутся необратимо поглощенными в хро-матофафической колонне.

Пренебрежение этими условиями порождает значительные ошибки, порой трудно обнари-мые, вот почему точные анализы подобного рода могут осуществляться только подготовленным оператором.

1.8.3.2.3.3. Взаимодополняемость массчзпектро-метрии и газовой хроматофафии

Масс-спектрометрия является лабораторным методом, позволяющим специалисту быстро получить надежные результаты даже для пробы, природа которой не определена.

Газовый хроматограф применяется в лаборатории для восполнения иногда недостаточных результатов массч:пектрометрии (с целью повышения точности и/или улучшения нижнего предела детекции на пробе, уже подвергнутой исследованию известными способами масс-спектрометрии).

1.8.3.2.4. Отборы проб газа. Тарирование анализаторов

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 дискредитировать конечные результаты. В нормативах NF X 20-251, соответствующих международным нормативам ISO 6712, речь идет о "приборах для отбора и транспортировки проб газа на установках-анализаторах".

1.8.3.2.4.2. Тарирование

Качество тарирования (не путать с воспроизводимостью результатов анализатора) самым прямым образом обуславливает точность итоговых замеров. 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 другу, хотя и имеющих совершенно различную физическую 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 теплопередачи, которые требуют физического контакта источника тепла с акцептором, излучение осуществляется на расстоянии, предпочтительно в направлении вакуума.

1.9.1.1. ПРЕИМУЩЕСТВА ПЕРЕД ДРУГИМИ ФОРМАМИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

Излучение обладает рядом преимуществ перед другими формами теплопередачи:

- когда имеется опасность зафязнения акцептора или химической реакции;

- поскольку излучение переходит в тепло только после поглощения приемником, тепловые потери между источником и приемником незначительны, если среда между ними легко пропускает радиацию;

- количество тепла, передающееся с излучением при постоянном перепаде температур, значительно возрастает с ростом температуры источника.

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 прозрачным, и, наконец, третья - р - отражается от входной поверхности тела, не проникая в него.

а-ьт + р = 1

а - коэффициент поглощения тела-акцептора;

X - его коэффициент пропускания;

р - его коэффициент отражения.

Для тела, которое при данной температуре поглощает максимум излучения, х = О (непрозрачное тело) и р = 0. Тело, не отражающее излучения, в частности, никаких световых лучей, воспринимает-

ся как абсолютно черное при обычной температуре, откуда следует название "черное тело для объектов подобного рода.

Согласно определению Кирхгоффа черное тело к тому же излучает максимум энергии при любой температуре как в целом, так и для каждой монохроматической компоненты полного излучения.

Поскольку законы излучения черного тела очень хорошо изучены, можно определить излучение некоторого тело по отношению к черному телу при одинаковых температурах с помощью числа, всегда меньшего единицы, которое называется коэффициентом черноты е, вещества при заданной температуре t (прежде - коэффициент полной эмиссии).

При каждой температуре спектральный коэффициент черноты для расчетной длины волны к совпадает с коэффициентом поглощения волны той же длины:

Для полного излучения подобное совпадение имеет место лишь в следующих случаях:

- для серого тела, коэффициент черноты которого 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, описывающие 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

Светимостью М называется поток, излучаемый единицей поверхности тела в пространство-полусферу перед ним:

M = F/S

Единица измерения в СИ: Вт/м.

1.9.1.2.1.3. Энергоосвещенность Е

Освещенность Е - это поток, падающий на единицу поверхности поглощающего тела:

Единица измерения в СИ: Вт/м.

1.9.1.2.1.4. Сила излучения I в направлении Л

Величина I определяется как отношение элементарного потока cF, испускаемого телом внутри элементарного конуса с осью Л, к величине Ml те-

современное название exltance energetique, и прежнее название omittance energetique в русском переводе полностью эквивалентны (прим. перев.)

лесного угла при вершине этого конуса при его стремлении к нулю:

,= = 2! = D»E

D определяется в следующем разделе.

1.9.1.2.1.5. Энергетическая яркость L в направлении Л

Яркостью L называется отношение силы излучения в данном направлении к площади обо проекции элемента излучающей поверхности на плоскость, нормальную к направлению л:

Величина

представляет собой телесный

угол, под которым наблюдается излучающий элемент dS из точки, расположенной на расстоянии D в заданном направлении Л. Отсюда следует соотношение:

Е = 1сПо

Единица измерения: Вт ср~ м-, где ср - стерадиан.

1.9.1.2.2. Излучение черного тела

1.9.1.2.2.1. Величина константы Стефана о

Светимость М° черного тела при абсолютной температуре Т [К] задается формулой Стефана:

М-оТ*

В системе СИ: о - 5.670 • 10"* Вт • м- • К-»

1.9.1.2.2.2. Величины констант Ci и Сг в уравнении Планка

Эти константы выражают монохроматическую светимость черного тела т° в зависимости от длины волны X и реальной абсолютной температуры Т черного тела:

ml = СЛ-«(ехр-1)

Сг » 0.014388 (длина волны выражена в метрах), либо

Сг = 14388 (длина волны выражена в микронах).

Значение С,: 3,742 • 10"* Вт/м* (длина волны в метрах).

1.9.1.2.2.3. Величина константы Вьена (С,,)

где А„ - длина волны, соответствующая максимальному монохроматическому излучению черного тела при абсолютной температуре Т.

С,, = 0.002897 (длина волны в метрах),

Сг" 2897 (длина волны в микронах).

(Tt-Tj)

Коэффициент излучения черного тела между источниками 1 и2с температурами Г, и Тг = о----.

1.9.1.2.3. Коэффициент излучения

в расчетах оказывается полезным отношение количества тепла, переданного излучением, к разности температур Т, - Тг между двумя источниками. 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 конвекции.

Пример:

Рассчитать коэффициент излучения полусферического свода из известняка при 1700°С к листу платины при 1500°С, лежащему в основании свода.