Теплопередача

Лекція 12

12.1 Механізм теплопередачі через стінку

Теплопередача - процес передачі теплоти від більш нагрітого середовища до менш нагрітого середовища через стінку.

Механізм теплопередачі складається з трьох стадій (рис. 12.1):

конвекції від першого середовища до плоскої стінки:

(12.1)

теплопровідності

(12.2)

конвекції від плоскої стінки до другого середовища:

(12.3)

В результаті сумісного рішення рівнянь (12.1) —(12.3) одержимо

(12.4)

Рис. 12.1. Схема для розрахунку процесу теплопередачі через плоску стінку:

— товщина стінки; — теплопровідність матеріалу стінки; — температури на межах плоскої стінки; Q — кількість теплоти, що проходить

через стінку; і α₂,t2— коефіцієнти тепловіддачі і температури першого і другого середовищ

Рис. 12.2. Схема для розрахунку процесу теплопередачі через циліндрову стінку:

— товщина стінки; L — висота циліндра; — температури на внутрішній і зовнішній поверхнях циліндрової стінки; і t₁,t₂ — коефіцієнти тепловіддачі і температури першого і другого середовищ

де — коефіцієнт теплопередачі, а сума в

знаменнику — загальний термічний опір процесу теплопередачі.

12.2 Коефіцієнт теплопередачі

Коефіцієнт теплопередачі , показує, яка кількість теплоти переходить в одиницю часу від більш нагрітого до менш нагрітого теплоносія через розділяючу їх стінку з площею поверхні 1 м² при різниці температур між теплоносіями один градус.

У разі розгляду процесу передачі теплоти через стінку циліндрової форми (рис. 12.3) механізм теплопередачі залишається попереднім, а кількість теплоти, передаваної на кожній стадії, можна записати:

для першої стадії

(12.5)

для другої стадії

(12.6)

для третьої стадії

(12.7)

Сумісне рішення рівняння (5.19) —(5.21) дозволяє одержати вираз

(12.8)

Тут коефіцієнт теплопередачі для циліндрової стінки має розмірність іншу, ніж для плоскої стінки

Орієнтовні значення коефіцієнтів теплопередачі приведені в табл. 11.4

Таблиця 11.4 Орієнтовні значення коефіцієнтів теплопередачі

Вид теплообміну	Коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м^2·К), при
вільному русі	вимушеному русі
Від газу до газу (при невисокому тиску)	4...12	10...40
Від газу до рідини (газові холодильники)	6...20	10...60
Від конденсуючої пари до газу (повітронагрівачі)	6...12	10...60
Від рідини до рідини (вода)	140...340	800...1700
Від рідини до рідини (вуглеводні, мастила)	30...60	120...270
Від конденсуючої пари до води (конденсатори, підігрівачі)	300...1200	800...3500
Від конденсуючої пари до органічних рідин (підігрівачі)	60...170	120...340
Від конденсуючої пари органічних речовин до води (конденсатори)	230...460	300...800
Від конденсуючої пари до киплячої рідини (випарники)	300...2500	—

Дата добавления: 2014-01-15