Оребрение поверхности нагрева как способ интенсификации процесса теплопередачи

Увеличивая поверхность путем оребрения, можно существенно уменьшить ее общее термическое сопротивление и тем самым интенсифицировать процесс теплопередачи.

Рассмотрим плоскую стенку толщиной δ, коэффициент теплопроводности которой λ. Одна сторона этой стенки снабжена ребрами из того же материала (рис. 6-9). С гладкой стороны поверхность равна F₁ , а с оребренной F₂, последняя составляется из поверхности ребер и поверхности самой стенки между ребрами. Температура горячей жидкости, омывающей гладкую сторону, t_Ж1, а температура этой поверхности t_С1. Температура же холодной жидкости, омывающей оребренную сторону, t_Ж2, а температура этой поверхности t_С2. Значения коэффициентов теплоотдачи соответственно α₁ и α₂ причем α₂ << α₁.

При установившемся тепловом состоянии системы количество переданной теплоты Q может быть выражено тремя уравнениями:

(Теплопередача через ребристую стенку)

Определяя отсюда частные температурные напоры, получаем:

Складывая уравнения системы (б), получаем полный температурный напор

Из уравнения (в) определяется значение Q:

а также значение коэффициента теплопередачи:

Если расчет вести на единицу гладкой поверхности, получим:

и

Если же расчет вести на единицу оребренной поверхности, то расчетное уравнение принимает вид:

и

Оребрение поверхностей нагрева применяется как для выравнивания термических сопротивлений, так и для интенсификации процессов теплопередачи в целом. Имеются теплообменные устройства, например отопительные радиаторы, которые нагреваются водой, а охлаждаются воздухом. В таких случаях для интенсификации теплопередачи со стороны меньшего коэффициента теплоотдачи, т. е. воздушной стороны, путем оребрения увеличивается поверхность нагрева.

Дата добавления: 2015-03-29