Теплопередача

24. Теплопередача

Теплопередачу можна розглядати як теплопровідність при граничних умовах треть ого роду. Теплопередача включає в себе: тепловіддачу від більш гарячої рідини до стінки, теплоповідність в стінці, тепловіддачу від стінки до більш холодного середовища.

Теплопередача - це передача тепла від одного рухомого середовища до іншого через розділюючу стінку до іншого.

24.1 Тепюпередача через плоску спинку

При стаціонарному тепловому режимі тепловий потік через стінк

(24.2)

Той же тепловий потік передається від стінки до холодного середовища

Рівняння можна зали сатиувнгляді:

 (24.3)

Якщо просумувати всі рівняння отримаємо:

Тепловий потік становить:

 (24.4)

Величину

називають коефіцєнтом теплопередачі,

Рівняння можна загасати у вигляді:

q=k(tp1-tp2),  (24.5)

Величина, обернена до коефіцієнта теплопередачі, називається повним термчнимопоромтеплопередачі:

Оскільки загальний термічний опір складається з часткових термічних опорів, то у випадку багатошарової стінки необхідно враховувати опір всіх складових:

 (24.6)

Густина теплового потоку через багатош рову стінку:

 (24.7)

Температури поверхонь:

;

На межі двох шарів температуру можна визначити за формулою:

 (24.8)

24.2 Теплопередта через циліндричну стішу

Розглянемо однорідну циліндричну стінку довжиною l зі сталим коефіцієнтом теплопровідності λ (рис. 24.2.1). Температури рухомих середовищ відповідно tр1 і tр2 постійні коефіцієнти тепло віддачі на внутрішній і зовнішній поверхнях труби а1, і а2.

Рис. 24.2.1. До визначення теплового потоку через циліндричну стінку.

Допустимо, що довжина труби велика порівняно з товщиною стінки. То му в трата ми з тор ця тру ои можна знехтувати.

Кількість тепла, яке поступає від рухомого середовища до стінки і від стінки до другого середовища буде одна і таж

Від середовищадостінки:

q1=a1πd1(tр1- tc2)

Тепловийпотік через стінку:

Від стінки до другого серед овища:

q2=a2πd2(tр1- tc2)

Запишемо рівняння наступним чином:

Просумуємо рівняння і одержимо:

Звідси:

Позначимо:

 (24.9)

Рівняння запишеться:

q1=k1pπ(t1-t2), Вт/мК

Значення k1 чисельно рівне кількості теплоти, яка проходить через стінку довжиною 1м за одиницю часу від одного середовища до іншого при різниці температур між ними в один градус.

Величина

обернена до лінійного коефіцієнта теплопередачі називається лінійним термічним опором теплопередачі.

Окремі доданки повного термічного опору представляють собою:

, - термічні опори тепловіддачі на відповідних поверхнях;

 - термічний опір теплопровідності стінки.

Якщо тепловий потік через циліндричну стінку віднести до внутрішньої або зовнішньої гюверхні стінки, то отримаємо густину теплового потоку Вт/м , віднесену до одиниці відповідної поверхні труби:

Тобто:

kl=d1.k1= d2.k2

Формули для k1і k2 мають вигляд:

У випадку теплопередачі через багатошарову стінку система рівнянь (24.9) повинна бути замінена системою, яса враховує опір теплопровідності всіх шарів:

 (24.10)

З рівняння отримаємо, що:

Критичиеий діаметр теплопередачі через циліндричну стінку. Розглянемо вплив зміни зовнішнього діаметра на термічний опір однорідної циліндричної стінки:

При постійних значеннях а, d, λ та a2 - повний термічний опір циліндричної стінки буде залежати від зовнішнього діаметра.

При збільшенні d2 вираз - буде зростати, а  - зменшуватись.

Дослідимо Rl як функцію d2 на екстремум:

При  - термічний опір теплопередачі буде мінімальним.

Значення зовнішнього діаметра труби, яке відповідає мінімальному критичному опорові теплопередачі називається критичним діаметром і позначається dкр:

 (24.11)

Якщо труба має ізоляцію зовнішнім діаметром й-^ то термічний опір для такої труби буде:

Похожие работы

Підвищення ролі загальнотехнічної підготовки в спільній системі професійно-технічної освіти

Скачать

48479

0

0

... мислення, сприяє формуванню творчого відношення до праці, вчить бережливому відношенню до матеріалів, енергії, техніки, сировини, готових продуктів праці. Загальнотехнічна підготовка є ланкою між політехнічною освітою та спеціальною частиною професійно-технічної навчання і покликана озброїти тих, що навчаються системою знань загальних основ техніки, технології та організації виробництва і праці ...

Ідеальні цикли поршневих двигунів внутрішнього згоряння

Скачать

10740

0

1

... д. цих циклів менший від термічного к. к. д. циклу Карно. Відомо, що під час досліджень термодинамічних процесів умови, за яких вони відбуваються, беруть ідеальними. Розглянемо ідеальні термодинамічні цикли двигуна внутрішнього згоряння. Припустимо, що: 1) кількість і склад робочого тіла в циклі не змінюються; 2) процеси згоряння палива і вихлоп газу замінено підведенням та відведенням теплоти ...

Загальнотехнічні предмети в контексті підготовки спеціаліста у ВНЗ

Скачать

25886

1

0

... вивчення. Для зменшення числа програм у розумних межах і упорядкування їхнього змісту доцільно групувати професії, підготовлювані в середніх профтехучилищах, на основі спільності предметів. Аналітичний розгляд вимог виробництва до загальнотехнічної підготовки молодих робітників — перший крок по шляху кваліфікації професій у залежності від сполуки загальнотехнічних предметів і їхнього основного ...

Продуктивність праці та шляхи її підвищення у мартенівському цеху комбінату "Запоріжсталь"

Скачать

52461

4

4

... факторів, як технічний рівень виробництва й рівень організації праці. Як показує проведений аналіз, підвищення продуктивності праці в ЦГПТЛ протягом І півріччя відбувалося під впливом як екстенсивних, так і інтенсивних факторів. 3.2.2 Продуктивність праці в мартенівському цеху комбінату «Запоріжсталь» Головним показником, що характеризує роботу мартенівської печі, є її продуктивність. Під ...