Распространение тепла без перемещения вещества (конвекции) и лучистого теплообмена называется теплопроводностью. Передача теплоты в неподвижной среде (жидкости, газе) происходит по закону Фурье: тепловой поток q пропорционален градиенту температуры:
q = λ (dT/dx) (2.53)
где q — количество теплоты, передаваемое через единицу поверхности в единицу времени; x — коэффициент теплопроводности, характеризующий количество теплоты, передаваемой в единицу времени через единицу поверхности при изменении температуры на 1°С на единицу длины; dT/dx — градиент температуры, т.е. производная от температуры по координате, нормальной к поверхности, через которую происходит передача теплоты. Количество проходящей через тело теплоты прямо пропорционально площади S, разности температур по обе стороны тела δt, времени течения теплового потока τ и обратно пропорционально толщине тела d:
Q = λSτ (δt/d) (2.54)
В газах передача теплоты происходит за счет обмена энергией между движущимися молекулами. Этим объясняется способность газов быстро выравнивать свою температуру. В расчетах двухфазных систем необходимо учитывать теплопроводность обеих фаз.
Средний коэффициент теплопроводности газовой смеси определяется по следующему соотношению:
λ = 0,5 (λ' – λ") (2.55)
где λ' и λ" — средние коэффициенты теплопроводности, определяемые по правилам смешения:
λ' = V1λ1 + V2λ2 + ... + Vnλn (2.56)
1/λ" = V1'/λ1 + V2λλ + ... + Vnλn
где V1, V2,.. Vn — мольные доли компонентов, входящих в газовую смесь. Коэффициенты теплопроводности паров и жидкостей углеводородных газов на линии насыщения приведены в табл. 2.17.
Таблица 2.17. Коэффициенты теплопроводности углеводородных газов на линии насыщения, Вт/(м•°С).
| Темпе- ратура, °С | Этан | Пропилен | Пропан | Изобутилен | Изобутан | н-Бутан | ||||||
| жид- кость | пар | жид- кость | пар | жид- кость | пар | жид- кость | пар | жид- кость | пар | жид- кость | пар | |
| -60 | 0,1465 | 0,0126 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
| -50 | 0,1359 | 0,0136 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | – |
| -40 | 0,1252 | 0,0151 | 0,1193 | 0,0113 | 0,1087 | 0,0106 | – | – | – | – | – | – |
| -30 | 0,1151 | 0,0169 | 0,1156 | 0,0124 | 0,1059 | 0,0119 | – | – | – | – | – | – |
| -20 | 0,1055 | 0,0191 | 0,1118 | 0,0132 | 0,1028 | 0,0134 | – | – | – | – | – | – |
| -10 | 0,0985 | 0,0216 | 0,1080 | 0,0142 | 0,0998 | 0,0146 | – | – | 0,1093 | 0,0121 | – | – |
| 0 | 0,0911 | 0,0246 | 0,1040 | 0,0153 | 0,0969 | 0,0159 | 0,1130 | 0,0128 | 0,1068 | 0,0134 | 0,1090 | 0,0119 |
| 10 | 0,0842 | 0,0281 | 0,1001 | 0,0163 | 0,0939 | 0,0172 | 0,1194 | 0,0140 | 0,1040 | 0,0144 | 0,1065 | 0,0129 |
| 20 | – | – | 0,0957 | 0,0174 | 0,0910 | 0,0187 | 0,1076 | 0,0151 | 0,1009 | 0,0157 | 0,1036 | 0,0140 |
| 30 | – | – | 0,0913 | 0,0186 | 0,0880 | 0,0202 | 0,1047 | 0,0165 | 0,0982 | 0,0168 | 0,1010 | 0,0152 |
| 40 | – | – | 0,0867 | 0,0199 | 0,0848 | 0,0221 | 0,1022 | 0,0177 | 0,0957 | 0,0180 | 0,0985 | 0,0164 |
| 50 | – | – | 0,0821 | 0,0218 | 0,0812 | 0,0240 | 0,0991 | 0,0189 | 0,0926 | 0,0198 | 0,0958 | 0,0177 |
| 60 | – | – | 0,0775 | 0,0243 | 0,0777 | 0,0262 | 0,0963 | 0,0202 | 0,0909 | 0,0209 | 0,0929 | 0,0190 |
.svg)
