Теплопроводность углеводородов и нефтепродуктов

Теплопроводность - это процесс распространения тепла в газообразных, жидких и твердых телах, проходящий без перемещения вещества этих тел, без конвекции и лучистого теплообмена.

Теплопроводность нефтепродуктов зависит от их химического состава, фазового состояния, температуры и давления. Наименьшей теплопроводностью обладают газы и пары, наибольшей - твердые нефтепродукты, промежуточное положение занимают жидкости.

Коэффициент теплопроводности

Коэффициент теплопроводности жидких индивидуальных углеводородов при давлении 0,1 МПа и температуре 273 К можно рассчитать по формуле:

Коэффициент теплопроводности моторных жидких топлив, как функция их плотности, равен:

Коэффициент теплопроводности нефтяных фракций при температуре 303 К и атмосферном давлении зависит от безразмерного показателя состава фракции Ф. Его можно определить по формуле Расторгуева:

Расчет теплопроводности жидких нефтепродуктов

Теплопроводность нефтепродуктов можно рассчитать по формуле Крэга:

Для большинства жидких нефтепродуктов теплопроводность убывает с повышением температуры. Эта зависимость описывается уравнением:

При давлении до 3,5 МПа теплопроводность жидкостей практически не зависит от давления. При повышении давления до 10 МПа ∆λ = 2 %, до 68 МПа ∆λ = 20 %.

Расчет теплопроводности газов и нефтяных паров

Теплопроводность углеводородных газов и нефтяных паров в противоположность жидким нефтепродуктам увеличивается с повышением температуры и может быть подсчитана по формуле Сатерленда:

Значения λ273 и С для некоторых газов приведены ниже:

Для других газов можно принять, что в среднем С≈1,47 Tкип.

На рисунке приведены значения теплопроводности индивидуальных углеводородов в зависимости от температуры. Чем тяжелее углеводородный газ, тем ниже его теплопроводность.

Зависимость теплопроводности углеводородов при атмосферном давлении от температуры: 1 - метан; 2 - этан; 3 - пропан; 4 - н-бутан; 5 - н-пентан; 6 - н-гексан; 7 - н-гептан.

Теплопроводность твердых нефтепродуктов

Теплопроводность твердых нефтепродуктов изучена меньше, чем газообразных и жидких. В интервале температур от 273 К до температуры плавления теплопроводность твердого парафина равна около 0,26 Вт/(м·К), твердого гудрона - 0,17 Вт/(м·К), т. е. в 1,5 раза меньше.

Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.