Сложный теплообмен

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭКРАНОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ИЗЛУЧЕНИЯ

Для защиты от перегрева некоторых эле­ментов теплотехнического оборудования тре­буется уменьшить лучистый теплообмен. В этом случае между излучателем и обогрева­емым элементом ставят перегородки, называе­мые экранами.

Рассмотрим систему тел, аналогичную изображенной на рис. 11.2. Установим между ними экран (рис. 11.4). Лучшую защиту вто­рого тела от излучения первого обеспечит, естественно, абсолютно белый экран, полно­стью отражающий все падающие на него из­лучения. Реально можно сделать экран из полированных металлических пластин со сте­пенью черноты ε_э = 0,05-О,15. В этом случае часть энергии, испускаемой первым телом, бу­дет поглощаться экраном, а остальная — от­ражаться. В стационарном режиме вся по­глощенная экраном энергия будет излучаться им на второе тело, в результате чего будет осуществляться передача теплоты излучением от первого тела через экран на второе.

Разделение теплопереноса на тепло­проводность, конвекцию и излучение удобно для изучения этих процессов. В действительности очень часто встреча­ется сложный теплообмен, при котором теплота передается двумя или даже все­ми тремя способами одновременно.

Наиболее распространенным случаем сложного теплообмена является тепло­отдача от поверхности к газу (или от газа к поверхности). При этом имеет место конвективный теплообмен между поверхностью и омывающим ее газом и, кроме того, та же самая поверхность излучает и поглощает энергию, обмени­ваясь потоками излучения с газом и ок­ружающими предметами. В целом интен­сивность сложного теплообмена в этом случае характеризуют суммарным коэф­фициентом теплоотдачи:

а = а _к + а _л. (12.1)

Обычно считают, что конвекция и из­лучение не влияют друг на друга. Ко­эффициент теплоотдачи конвекцией α_к считают по формулам, приведенным в гл. 10, а под коэффициентом теплоотда­чи излучением α_л понимают отношение плотности теплового потока излучением q_л к разности температур поверхности и газа:

(12.2)

Дата добавления: 2015-05-26