Процессы и аппараты упаковочного производства
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Выведем уравнение переноса теплоты от горячего теплоносителя к холодному через разделяющую их стенку при условии постоянны к и изменяющихся вдоль поверхности теплообмена температур теплоносителей.
4.8.1 Теплопередача при постоянных и переменных температурах теплоносителей
Рассмотрим перенос теплоты при установившемся процессе через многослойную плоскую стенку (рис. 11-15). Полагаем, что T1 > T2(T1 И T2 - Температуры горячего и холодного теплоносителя соответственно), 
= const.
Количество теплоты, передаваемое за время 
от горячего теплоносителя стенке,
Это же количество теплоты пройдет через стенки в результате теплопроводности:
Количество теплоты, отдаваемое стенкой холодному (менее нагретому) теплоносителю, определяется по формуле
Перепишем полученные уравнения следующим образом:
Левая часть каждого из этих уравнений выражает термической сопротивление соответствующей стадии.
Рис. 11-15. К выводу уравнения теплопередачи через плоскую стенку при постоянных температурах теплоносителей
Сложив их, найдем общее термическое сопротивление процессу теплопередачи:
.
Переписав последнее уравнение относительно теплового потока Q, получим
Обозначив
(11.72)
Окончательно получим
(11.73)
Где К - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К).
Выражение (11.72) называют Уравнением аддитивности термических сопротивлений.
Теперь рассмотрим теплопередачу при установившемся процессе через цилиндрическую стенку (см. рис. 11-2) с прежними допущениями (т. е. T1 > T2, = Const).
По закону сохранения энергии одно и то же количество теплоты переходит от более нагретого теплоносителя к стенке, через стенку и от стенки к менее нагретому теплоносителю. Это можно выразить соответствующими уравнениями:
Перепишем эти уравнения следующим образом:
Левые части последних уравнений отражают термические сопротивления соответствующих стадий процесса переноса теплоты, отнесенные к единице длины цилиндра. Сложив их, получим общее термическое сопротивление процессу:
|
Или |
Обозначив
(11.74)
Получим выражение для определения линейного коэффициента теплопередачи K1, Отнесенного к единице длины цилиндра. Тогда уравнение теплопередачи для цилиндрической стенки примет вид
, (11.75)
Отсюда следует, что Коэффициент теплопередачи K1 показывает, Какое количество теплоты передается в единицу времени через Цилиндрическую стенку длиной 1 м от горячего теплоносителя К холодному при разности температур 1 К.
