- Во многих случаях приходится рассчитывать стационарные. 1. Процесс передачи тепла от одного теплоносителя к другому (рис. 12.1).Такой процесс называется теплопередачей e-dacha1.Это совокупность всех основных процессов, которые мы рассматривали ранее. Во-первых, тепло передается от горячего теплоносителя/ K | § 12.1 как показано, конвективный теплообмен может повлечь за собой излучение на одну из стенок 1.Интенсивность процесса теплопередачи характеризуется коэффициентом теплопередачи А. Теплопроводность, в зависимости от типа стенки, рассчитывается по формуле, приведенной в п.
8.3. (См. рис. 12.1 и рис. 8.2). И, наконец, тепло через конвективный теплообмен, который характеризуется коэффициентом теплопередачи»2″, передается от стенки к холодной жидкости. В установившемся состоянии тепловой поток Q одинаков во всех 3 процессах. А разница температур между горячими и холодными жидкостями состоит из следующих 3-х элементов. 1)между горячей жидкостью и поверхностью стены.
Ra = / / указывает uF, а затем по закону Ньютона-Ричмана (12.3） Рисунок 12.1.Распределение температуры при передаче тепла между 2 теплоносителями через плоскую стенку 2) между стенами： (12 4） 3) между 2-ой стенкой (например цилиндрической стенкой) и холодной жидкостью, площадь которой может отличаться от F \： / С2 — * Х2 = 0 /(А2 ^ R)в(12-5） Суммируем левую и часть формулы (12.3), (12.4)、 Да. (12.5)）、 И затем Откуда? (12.7） Расчет Формула(12.7)、 Стенки могут быть плоскими, цилиндрическими, однослойными, многослойными и др. Разница только в Формуле РК (§ 8.3). Величина Aa = 1 /(aH) называется теплотой Передача тепла, и полное сопротивление жары сопротивление жары передачи тепла.
Используя понятие теплового сопротивления, формула теплового потока снова была сведена к зависимости, аналогичной закону Ома. Тепловой поток равен отношению разности температур к сумме теплового сопротивления, на которое измеряется эта разность. В процессе передачи тепла через стенки между 2 хладагентами тепловой поток преодолевает 3 последовательных» содержащихся » тепловых сопротивления. Теплопередача Jav1, теплопроводность Rk, а затем снова теплопередача Ra2- (12.3), вы можете решить (12.5) скорость Стена:^ cl = ’(12-8） ^ 2 = ^ Х2 + ^ ^ » 2-(12.9） Теплообменная камера Ri плоская стенка(см.
Рисунок 12.1). = d /(kF), а площадь поверхности плоской стенки одинакова с обеих сторон (F \ = Fi = F), удобнее рассчитать плотность теплового потока q. затем преобразовать ее в форму (12.7) _ Вопрос_________ * Вт! — *Да2 Ф 1 / СЗ-| — б / х 4-я / А2 ВМ * Ш | — Ш » (12.10) 1 к л / а.+ Е / Х + Л / дя ’(12П） Где k-теплопередача coefficient. It характеризует интенсивность процесса теплопередачи от одного теплоносителя к другому через плоскую стенку, разделяющую их. Численное значение коэффициента теплопередачи равно тепловому потоку от одного теплоносителя к другому, проходящему через 1 м2 разделяющих их плоских стенок при разнице температур 1 к 2 теплоносителя.
Для многослойных стен вместо соотношения b / X используется формула(12.10). (12.11) сумма этих отношений должна быть заменена каждым слоем. Отметим разницу в коэффициентах теплопроводности X, теплопередачи a и теплопередачи k. Эти коэффициенты характеризуют интенсивность различных процессов и рассчитываются по-разному, что делает их недопустимыми.
Коэффициент теплопередачи представляет собой чисто расчетную величину, определяемую коэффициентом теплопередачи по обе стороны стенки и ее теплопроводностью resistance. It важно подчеркнуть, что коэффициент теплопередачи никогда не будет больше, чем на. ct2 и x / b. лучше всего, это зависит от минимума этих значений и всегда будет меньше этого. Например, для AI C6 / X、 коэффициент h / теплопередачи также используется для расчета теплового потока через тонкие цилиндрические стенки (трубы). ПТП = ^ Ф = Б / Ж | — ^ 2)^ п-(12.12） Площадь поверхности трубы учитывается со стороны, где коэффициент теплоотдачи мал. Что происходит, если коэффициенты близки друг к другу?
- Рекомендуется рассчитывать площадь со средним диаметром трубы 4 = 0,5 (4Вн + 4Н). В этом случае погрешность от замены при расчете цилиндрической стенки на плоскую стенку будет минимальной. Эффективность приведенных выше рекомендаций можно легко описать на примерах. Пример 12. 2 горячая вода 6.вычисляет тепловой поток Q от 1 до 86 * С. Длина стальной трубы течет (сталь 20)/ = 10 м, диаметр 4, I / 4I-90/100 мм, расход воды I = 10 ″ г м3 / с труба используется для обогрева гаража, / * a = 20 л. с.
Температура воздуха. Температура стен в гараже составляет tc = 15 * C. теплопроводность стали L составляет 51,5 Вт / (мК). Решение такой задачи может быть найдено методом последовательного приближения. Во-первых, чтобы рассчитать значения ai и ar, необходимо задать температуру поверхности трубы из условия/ W|.Больше、 Чем выше смежная температура, тем больше тепловое сопротивление между ними. Исходя из этого,/ e / −85,5°C; Средний расход воды в трубе составляет о. / 4В. О! 4-10-2. 3.14-0.092 = 1,57 м / с.
Как и в Примере 10.1, рассчитайте коэффициент теплопередачи от воды к стенке трубы-6695 Вт /(мг•К) суммарное значение коэффициента теплопередачи от наружной стенки трубы, учитывающее конвекцию и излучение, равно значению коэффициента теплопередачи от наружной стенки трубы, например, 12.1） Согласно формуле(12.7), тепловой поток через цилиндрическую стенку трубы имеет следующий вид: о._ в / чи ’+ 2lX / 1П + А2в ______________ 86-20. _______________ _______________ + _. 1-х 6695-3.14-0.09.10 2-3.14-51.5-10 X1P. 0 ^ 9 + 13.3-3.14-0.1 −10 ______________ 86-20. _______________ 5.28-10-5 + 3.25-кг 5 + 2.39452-10 2 −2746.5 ″ 2750W.
Зная величину теплового потока, уточните значение температуры поверхности трубы. В соответствии с формулами (12.8)и (12.4) ЗПП = / » л〜^Аа1= = 86-2750-5. 28-IO ’ 8 = 85,9°C; = 85.9-2750-3.25-10’5 = 85.8°С. Скорректированные значения температуры можно найти Inlover-Yaishd » парень?»JM£3 кожа» a_P и тел- Является одинаковым значением теплового потока Q. Если результаты пересчета отличаются от предварительных результатов более чем на 10%, то необходимо произвести еще 1 улучшение.
При расчете теплового потока Q по приближенной формуле(12.12).Стенка трубы считается плоской с толщиной 6 = 5 мм、 1 / СХ,4-6 / Ач-1 / А2 _ _(86-20) — Е, 14 0Л-10 I / 66954-5•10 «I * 3 / 51.5 H-1 / 13.3 = 2747,3 Х 2750 Вт. В частности, погрешность формулы определения коэффициента теплопередачи составляет около 10%, поэтому расхождение между точной формулой 4-го значимого показателя и результатом расчета по приближенной формуле незначительно. Как правило, тепловые расчеты выполняются в виде 3-х значащих цифр. Поэтому точные и приближенные выражения в этом примере дают точно такой же результат Тепловое сопротивление R * — это компонент R?
Действуя либо на Rk, либо на r i, он может быть уменьшен различными способами. §Как уже упоминалось в 9.2, при усиленном конвективном теплопередаче за счет увеличения скорости движения теплоносителя, турбулентности в пограничном слое и так далее? а можно уменьшить. Теплопроводность? тепловое сопротивление d зависит от толщины материала и стенки. Однако, прежде чем вклад отдельных компонентов/?Я), ГХ. R *от общей стоимости/?А2.Естественно, уменьшение максимального срока оказывает существенное влияние на Rk.
Процесс теплопередачи, который широко используется в технологии, максимальное тепловое сопротивление будет генерироваться в процессе теплопередачи от газа к стенке после капания жидкости через металлическую стенку R ^ z, а оставшееся тепловое сопротивление Rn \и μ? .пример 12.2). В таких случаях для усиления теплопередачи стенки очень часто бывают ребристыми(рис. 12.2), и теплопередача от нее не столь сильна. Тепловое сопротивление теплопередачи с этой стороны стенки обусловлено увеличением площади ребристой поверхности стенки^ a2~!/ 2 ^ 2 уменьшается, и значения R *соответственно уменьшаются.
Смотрите также:
| Перенос лучистой энергии в поглощающей и излучающей среде | Интенсификация теплопередачи |
| Сложный теплообмен | Тепловая изоляция |
