Теплопередача и теплообмен

Теплопроводность представляет собой перенос теплоты вследствие беспорядочного (теплового) движения микрочастиц, непосредственно соприкасающихся друг с другом. Это движение самих молекул (в газах), колебания атомов (в кристаллической решетке твердых тел), диффузия свободных электронов (в металлах).

ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ

Это процессы, подчиняющиеся законам переноса теплоты. Различают три способа переноса теплоты: теплопроводностью, конвекцией, излучением.

Конвекцией называется перенос теплоты вследствие движения и перемешивания макроскопических объемов газа или жидкости. Конвекция может быть вынужденная и естественная. Естественная конвекция обусловлена разностью плотностей в различных точках объема жидкости или газа, возникающей вследствие разхности температур в этих точках. Если же перемещение жидкости или газа возникает вследствие затраты на это механической энергии (насос, мешалка), то такую конвекцию называют вынужденной.

Тепловое излучение – это процесс распространения энергии с помощью электромагнитных колебаний. Источником этих колебаний являются заряженные частицы – электроны и ионы, входящие в состав излучающего вещества. При переносе теплоты излучением тепловая энергия вначале превращается в лучистую, а затем, встречая на своем пути какое-либо тело, лучистая превращается в тепловую.

Будем изучать процессы, протекающие в теплообменниках.

Теплопередача происходит в теплообменнике от горячего теплоносителя к холодному через разделяющую их твердую стенку.

Рассмотрим конструкцию двухтрубного теплообменника (рисунок 1.10). Его часто называют теплообменником типа «труба в трубе». Двухтрубный теплообменник состоят из последовательно соединенных между собой элементов 1. Каждый элемент состоит из двух труб: внутренней меньшего диаметра 2, наружной – большего диаметра 3, внутри которой проходит внутренняя труба и штуцеров для ввода и вывода теплоносителей. С обеих концов наружная труба приварена к внутренней. Холодный теплоноситель движется по внутренним трубам, горячий – по кольцевому зазору между внутренней и наружной трубами. Схема движения теплоносителей – противоточная. Внутренние трубы соединяются с помощью калачей 4, наружные – с помощью штуцеров 5.

Рисунок 1.10 – Устройство двухтрубного теплообменника:

1 – элемент, 2 – внутренняя труба, 3 – наружная труба, 4 – калач, 5 – штуцеры;

Дата добавления: 2014-01-04