Расчет К для конденсирующего пара и не кипящей жидкости
Законы излучения в поглощающей среде
l, м (0)-падающий спектральный поток
dl
-d - прошедший поток; d -поглащенный спектральный поток,l-толщина поглощенной среды.
Поглощенный спектральный поток обратно пропорционален величине падающего спектрального потока и толщине поглощающей среды:
d = dl=> (l)= (0)exp(- dl)= (0)exp(- l) - Закон Бугера
Последнее выражение справедливо для =const-коэффициент ослабления
= + –коэффициент ослабления; - коэффициент поглащения; - коэффициент рассеяния (спектральные значения названных коэффициентов).
Характеристика тел на основе законов излучения
= -баланс падающей на тело лучистой энергии.
1=R+A+D-нормированный по баланс лучистой энергии.
1)A=1, R,D=0 –абсолютно черное тело;
2)R=1, A,D=0 –зеркальное или белое (при диффузном рассеянии)тело;
3)D=1, A=R=0 – абсолютно прозрачное тело.
Теплообмен между серым и черным телом
Т Е q Черное
Серое
ε
ε<1
q=E-[ - ] = E-ε -энергетический (тепловой) баланс системы (серого тела).
В случае теплового равновесия между телами:
=0,ε= –степень черноты серого тела. Характеристика, показывающая долю лучистой энергии поглощенной серым телом по сравнению с черным.
Теплообмен между двумя серыми телами
ε1 ε2
E2(1-ε1)
= + (1-
q= -
= - (1- ; = - (1- )
=
=
q= = [ - ]= - ], т.к. Е0=С0[ - ]-интегральная излучательная способность абсолютно черного тела.
-приведенная степень черноты серого тела ; =
= - для тел, имеющих разные площади излучающей поверхности.
Коэффициент теплоотдачи излучением
q= ( = - ]
=
= - коэффициент теплоотдачи в случае комбинированного переноса тепла конвекцией ( и излучением (
q= –удельный тепловой поток при комбинированном переносе тепла
|
|
|
= - ]
= - ]
- =
|
q= = = [ - ] Если = =
q= - ] – 1 экран. Поток тепла уменьшается в 2 раза по сравнению с отсутствием экрана.
Если n экранов:
q= - ] - поток тепла уменьшается в n+1 раз.
Теплопередача
Перенос тепла между двумя потоками (регенеративный - разделен по времени, рекуперативный - разделен в пространстве)
Основное уравнение передачи тепла:
Основное уравнение переноса тепла в интегральной форме:
Q=KS , где - средняя движущая сила. К-коэффициент пропорциональности (теплопередачи).
Основное уравнение переноса тепла в дифференциальной форме.
dQ=K( )dS
-локальная движущая сила
Для расчета процесса необходимо выразить коэффициент теплопередачи через частные коэффициенты теплоотдачи, а среднюю движущую силу через разности температур на концах потоков ,которые можно определить из теплового баланса.
В случае стационарного переноса между потоками через стенку ход процесса может быть представлен в виде:
t,˚С λ
δ
x, м
q= = = ( = )
=
=
=
= =>q= ( )=K( )=>K=
Расчет К для конденсирующего пара и не кипящей жидкости
q= ( )= *( )= ( )= ),где - коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара.
Цель преобразования «избавиться» от трудноопределяемых температур стенки теплообменной поверхности:
=
=
=
△= = + + = + + = 1= - + =>f(K)=0- решаем методами однопараметрической оптимизации.
1/K= + + = + + = + + ,где ε-коэффициент рядности.
=