Термическая эксергия каждого потока

или для теплообмена

При Т₃=Т₂ и Т₁=Т₄, т.е при бесконечной поверхности теплообмена, . Так как практически всегда , то эксергия при теплообмене теряется. Для теплообмена при испарении жидкости

Чем больше , тем больше потери эксергии.

В практике химической технологии распространены самые разнообразные схемы теплообмена. С позиций термодинамики экономия достигается при снижении до минимума движущих сил, т.е. , но при этом увеличивается площадь теплообмена м² и могут ухудшаться экономические показатели.

Перенос тепла осуществляется тремя способами:

1) теплопроводность – называют молекулярным механизмом передачи теплоты. Теплопередача осуществляется посредством теплового движения микрочастиц в среде с неоднородным распределением температуры.

2) конвекция – теплопередача осуществляется в среде, где не только неоднородное поле температуры, но и неоднородное распределение скоростей движения микрочастиц. Имеется направленное перемещение последних.

3) теплообмен излучением. Теплопередача осуществляется путем поглощения и излучения кванта света, которому соответствует энергия равная Е=h v.

Теплопроводность описывается законом Фурье:

()

Q – количество тепла переданное через плоскую стенку с соответствующими параметрами;

λ – коэффициент теплопроводности [Вт/м·К];

Т₁–Т₂ – разность температур горячей и холодной сторон стенки;

S – площадь стенки;

δ – толщина стенки;

τ – время.

Величину λ/δ называют термической проводимостью, а обратную величину термическим сопротивлением.

Чтобы убрать площадь поверхности из расчетов вводят величину ζ = Q/S · τ – поверхностная плотность теплового потока.

Теплоотдача и теплопередача.

Два потока отделены границей и между ними осуществляется теплообмен. Данный процесс описывается по уравнению Ньютона:

ζ = α ·(Т₁-Т₂), где α – коэффициент теплообмена [Вт/м²·К].

Теперь рассмотрим процесс теплообмена. Два потока разделены твердой стенкой.

Тогда суммарный процесс теплопередачи записывается уравнением:

– коэффициент теплопередачи. При таком методе расчета все что нужно, только разность температур двух сред.

Дата добавления: 2015-06-27