Реферат: Моделирование процессов переработки пластмасс

Ре = vd / a — критерий Пекле;

— критерий Гретца.

Известные в настоящее время результаты экспериментального исследования теплообмена в расплавах полимеров относятся пре­имущественно к течению в каналах круглого сечения. Общая фор­мула имеет вид:

(2.42)

где индексы «Ж» и «ст» Означают, что соответствующие значения критерия от­носятся к усредненным характеристикам жидкости или к характеристикам жид­кости в пристенном слое.

Значения показателей степени при критериях в уравнении (2.42) приведены ниже:

Таблица (3.1) Значения показателей степени при критериях подобия.

Полимер	А	X	У	Z	Z 1
П Полиэтиленнизкой плотности 16		0,33	0,33	0,15	0,33
П Полиэтилен низкой плотности 17	2,25	0,18	0,20	0,25	0

2.5. Лучистый теплообмен

Нагрев излучением применяется главным образом в операциях, предшествующих пневмо- и вакуум-формованию относительно тон­ких листов термопластов.

Лучистая энергия передается в виде электромагнитных волн, распространяющихся в пространстве до тех пор, пока на их пути не встретится какая-либо поглощающая среда: газ, жидкость или твердое тело. Излучаемая энергия пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры изучающего тела. Так как обычно большая часть энергии излучения в применяемой на прак­тике области температур приходится на инфракрасный спектр, нагрев излучением называют также инфракрасным нагревом.

Гипотетическое тело, поглощающее все падающие на него лучи, называется абсолютно черным телом. Интенсивность лучеиспуска­ния абсолютно черного тела Еb определяется законом Стефана — Больцмана:

(2.43)

Где а — постоянная Стефана Больцмана, равная 1,36 • 10 ^-12 кал/(см² • с • /K⁴ ), или

Реальные тела излучают меньше энергии. Их излучательная способность е оценивается по формуле:

(2.44)

где Е — интенсивность лучеиспускания реального тела.

Обычно ε зависит от температуры, увеличиваясь с ее ростом. Металлоиды и окислы металлов обладают высокой излучательной способностью (ε ≥ 0,8). У хорошо отполированных металлов из­лучательная способность невысока (ε≤ 0,1) Реальные тела по­глощаюттолько часть попадающего на них излучения.

Коэффи­циент поглощения определяется как отношение поглощенного из лучения к падающему.

При расчете лучистого теплообмена между черными телами под излучение попадает только та часть тела, которая просматривается с излучающего тела. Далее, интенсивность излучаемой энергии максимальна вдоль нормали к поверхности и равна нулю в тангенциальном направлении. Можно учесть взаимное расположение излучателя и облучаемого тела введением коэффициента видимости, учитывающего долю излучаемой энергии, которая попадает на облучаемое тело.

Допустим, что лучистая энергия, излучаемая от черной поверхности 1 на черную поверхность 2, равна E 1A 1F 12(A 1 — площадь излучателя, F 12 — доля энергии, попадающая на поверхность 2). Очевидно, что

A 1 F 12 = A 2 F 21 (2.45)

Поэтому количество теплаQ 12 , переданное при лучистом тепло­обмене от тела 1 к телу 2, равно:

Q 12 = A 1 F 12 ( E 1 - E 2 ) (2.46)

Воспользуемся законом Стефана — Больцмана и получим:

(2.47)

Наконец, еслиT ₂ / T 1 << 1 то выражение (2.47) сводится к виду:

(2.48)

Для неабсолютно черных тел расчет осложняется наличием доли многократно отраженного излучения. В случае двух беско­нечных параллельных пластин общее количество тепла, передан­ного с единицы поверхности, выражается формулой:

(2.49)

гдеF_ε — коэффициент излучения, равный:

(2.50)