Тепломассообмен

Сложный теплообмен

Сложный теплообмен

Зависимости между тепловым потоком и разностью температур (ti~ ti) можно представить для кондуктивного, конвективного и лучистого механизмов переноса в единой форме:

(1.29)

где т - индекс, характеризующий механизм переноса (кондуктивный (:т=Т), конвективный (пг=К) и лучистый (т=Л));

Фі2т - тепловой поток между изотермическими поверхностями 1 и 2 для механизма m; tju t2- температуры изотермических поверхностей 1 и 2;

Ri2m - тепловое сопротивление потоку между изотермическими поверхностями 1 и 2 для механизма переноса т.

Если сопоставить формулу (1.29) с формулами для различных механизмов переноса, например, с формулами (1.5), (1.10), (1.14), то получаем следующие выражения для теплового сопротивления: кондуктивный перенос

Rl2T - R,

где R - тепловое сопротивление, определяемое по формуле (1.16), а для частных случаев плоской, цилиндрической и шаровой стенок - по формулам (1.22); конвективный перенос

(1.30)

(1.31)

где ак - конвективный коэффициент теплообмена; лучистый перенос

ід = (^д^) і

где ал - коэффициент теплообмена излучением, структура которого дана формулой (1.11).

Если все три механизма переноса тепла существуют одновременно,

то тепловой поток Ф12 между изотермическими поверхностями 1 и 2 равен

Фі2 - Фі2К + Ф12Т + Фі2Л ; (1-32)

Заметим, что все приведенные здесь зависимости получены в предположении отсутствия стоков или источников энергии между изотермическими поверхностями 1 и 2. Расширим понятие теплопередачи от одной жидкой среды к другой через твердую стенку.

С этой целью рассмотрим перенос тепла в трубчатом теплообменнике, где жидкость с температурой tci, протекающая по трубе длиной L, нагревает жидкость с температурой tc2, омывающую наружную поверхность трубы (см. рис. 1.11).

Сложный теплообмен

Рис.1.11. К расчету теплового сопротивления трубчатого теплообменника

На основании закона Кирхгофа тепловой поток от среды с температурой tcl проходит через стенку к жидкости с температурой tc2, преодолевая следующие последовательно соединенные тепловые

сопротивления: среда-стенка (Rci), стенка (R12) и стенка-среда общее

сопротивление потоку R равно:

R= Rc} + R]2 + Rc2 , (1.33)

где Rj2 - тепловое сопротивление простой или многосоставной стенки, определяется по формулам (1.22), (1.25), a Rc}, Rc2 равны:

Здесь а і и а 2 - полные коэффициенты теплообмена (конвективно - кондуктивный и лучистый) между средой и поверхностями стенок; АI =2жЫ] и А2 =2жЬІ2 - площади поверхностей 1 и 2.

Из формул (1.33), (1.34) следует, что

я 1

(1.35)

2 J&.

f 1 1,4 1 ^

, ц. _1П_£. 4-.

■, <х/, А /, аг12 j

Анализ формулы (1.35) приводит к выводу, что тепловой поток через отдельные сопротивления для рассматриваемого цилиндрического тела уменьшается непропорционально увеличению толщины изоляции. При

росте І2и неизменном 1} тепловое сопротивление —-—In— увеличивается, а

2я£Л /,

тепловое сопротивление —-—уменьшается. Такого рода двойной эффект

2^Zj£. /2 ^^2

означает, что для цилиндрической стенки существует определенный критический радиус 1кр, при котором потеря тепла является максимальной. Дифференцируя значение R из (1.35) по І2 и приравнивая производную нулю, найдем выражение для 1кр - критического радиуса изоляции:

. (1.36)

при котором будет наименьшее сопротивление R потоку.

Тепломассообмен

Водяной теплый пол: преимущества системы

Систем обогрева жилища много, на любой вкус. Одним из наиболее востребованных в последнее время вариантов является водяной теплый пол http://ukrakvabud.com.ua/vodyanye-teplye-poly.html. Важнейшая особенность этой конструкции та, что нагревательные элементы устанавливаются не …

Cуперпозиции температурных полей

Для линейных задач теплопроводности справедлив принцип суперпозиции (сложения) температурных полей: температурное поле тела, которое формируется в результате нескольких тепловых воздействий, может быть представлено в виде алгебраической суммы температурных полей, вызванных …

Анализ ошибки измерения температуры

Ошибки за счёт оттока тепла по проводам термопары могут быть полностью устранены только в случае равенства температур пластины и окружающей среды. Такой предельный случай встречается редко, поэтому рассмотрим реальный процесс …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.