• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Теплопередача між двома теплоносіями через плоску стінку.

Часто приходиться розраховувати стаціонарний процес переносу теплоти від одного теплоносія до іншого через стінку яка їх розділяє(Рис.14.1). Такий процес називається теплопередачею. Отже:

Теплопередача - це процес передачі тепла від одного середовища до другого через стінку, що розділяє середовище.

Даний процес об’єднує всі розглянуті нами раніше елементарні процеси. Спочатку теплота передається від гарячого теплоносія t_г1 до одної із поверхонь стінки шляхом конвекційного теплообміну, котрий, як це показано в п.1, може супроводжуватись випромінюванням. Інтенсивність процесу тепловіддачі буде характеризуватися коефіцієнтом тепловіддачі α₁.

Потім теплота теплопровідністю переноситься від однієї поверхні стінки до іншої. Термічний опір теплопровідності R_λ буде розраховуватися по формулам розглянутими в л.11 в залежності від виду стінки. І, в кінці кінців, теплота знову шляхом конвекційного теплообміну, який характеризується коефіцієнтом тепловіддачі α₂, передається від стінки до холодного газу або рідини.

При стаціонарному режимі тепловий потік Q у всіх трьох процесах однаковий,

а перепад температур між нагрітим і холодним газом(рідинами) вкладається із трьох складових:

1) між нагрітим газом(рідиною) та поверхнею стінки. Позначимо

, тоді згідно закону Ньютона-Ріхмана

; (14.3)

2)

(14.4)

(14.5).

Просумуємо ліві та праві частини виразів (14.3), (14.4) та (14.5), одержимо

звідки

(14.7).

Формулу (14.7) можна використовувати для розрахунків теплопередачі через любу стінку – плоску, циліндричну, одношарову, багатошарову і т.д. Різниця при цьому буде тільки в розрахункових формулах для R_λ.

Величина R_α називається термічним опором тепловіддачі, а сумарний термічний опір R_k – термічним опором теплопередачі.

Використовуючи поняття термічного опору, ми знову підвели формулу для розрахунку теплового потоку до залежності аналогічній закону Ома. У процесі передачі теплоти крізь стінку між двома теплоносіями тепловий потік долає три послідовно «включених» термічні опори: опір тепловіддачі R_α1; опір теплопровідності R_λ; та знову опір тепловіддачі R_α2. Після розрахунку теплового потоку Q із співвідношень (14.3), (14.5) можна визначити температуру на поверхнях стінки:

(14.9)

У разі теплопередачі через плоску стінку (Рис.14.1), для якої R_λ=δ/(λS), а площа поверхонь стінки однакова з обох сторін S₁=S₂=S, зручніше розраховувати густину теплового потоку q. Тоді вираз (14.7) буде мати вигляд:

(14.10)

(14.11),

де k – коефіцієнт теплопередачі. Він характеризує інтенсивність процесу теплопередачі від одного теплоносія до другого через розділяючи їх стінку. Чисельне значення коефіцієнта теплопередачі рівне тепловому потоку від одного теплоносія до другого крізь 1 м², розділяючої їх, плоскої стінки при різниці температур теплоносіїв у 1 К.

У випадку багатошарової стінки замість відношення δ/λ в формулах (14.10), (14.11) слід підставити суму цих відношень для кожного шару.

Слід звернути увагу на різницю між коефіцієнтами теплопровідності λ, тепловіддачі α та теплопередачі k. Коефіцієнт теплопередачі є чисто розрахункова величина, котра визначається коефіцієнтами тепловіддачі з обох сторін стінки та її термічним опором. Важно підкреслити, що коефіцієнт тепло передачі ніколи не може бути більшим α₁, α₂ та δ/λ. Сильніше всього він залежить від найменшого із цих значень, залишаючись завжди менше нього. В граничному випадку, коли, наприклад, α₁«α₂ і α₁«δ/λ, k ≈ α₁.

Коефіцієнт теплопередачі використовують і при розрахунках теплового потоку крізь тонкі циліндричні стінки(труби), якщо d_н/ d_вн ≤ 1,5:

Площу поверхні труби S_тр беруть при цьому з тієї сторони з якої коефіцієнт тепловіддачі менший. Якщо α₁ ≈ α₂, то доцільно площу рахувати по середньому діаметру труби:

В даному випадку погрішність від заміни в розрахунках циліндричної стінки на плоску буде мінімальна.

Читайте також:

1. Акустичний контроль приміщень через засоби телефонного зв'язку
2. Аналіз ризику через моделювання.
3. Бізнес через Internet
4. Біоелектричні явища в тканинах: будова мембран клітини, транспорт речовин через мембрану, потенціал дії та його розповсюдження.
5. В чому полягає явище тунелювання через потенціальний бар’єр, наведіть приклади.
6. В. Розрахунки через Інтернет
7. Ввезення громадянами транспортних засобів із метою транзиту через територію України
8. Визначення скалярного добутку через координати.
9. Визначення: Площина, що проходить через дотичну й головну нормаль до кривої в точці А називається дотичною площиною.
10. Вираження коефіцієнту масопередачі через коефіцієнти масовіддачі
11. Вираження мішаного добутку через координати векторів.
12. Вираз елементів рекуренти через початковий стан

Переглядів: 2259