Теплопередача.

В теплотехнике часто приходится определять величину теплового потока, поступаю­щего от одного теплоносителя к другому через разделительную стенку - поверхность тепло­обмена.

Рассмотрим передачу теплового потока РѕС‚ жидкости Рє газу через металлическую стен­ку (СЂРёСЃ. 1.2).

РРёСЃ. 1.2. Распределение температур РїСЂРё теплопередаче.

В этом случае можно выделить три основных процесса.

В зоне 1 теплообмен происходит за счет теплоотдачи от жидкости к твердой стенке. В зоне 2, представляющей твердое тело, происходит перенос теплоты теплопроводностью. В зоне 3 теплота передается газу за счет теплоотдачи.

Совокупность процессов, включающая теплоотдачу от жидкости (газа) к левой поверх­ности стенки, теплопроводность стенки и теплоотдачу от правой поверхности стенки к жид­кости или газу, называется теплопередачей.

Для всех перечисленных процессов характерно то, что плотность теплового потока во всех трех зонах одинакова, т.к. стенка плоская, а процессы стационарные.

Напишем уравнения этих трех процессов:

1. Уравнение теплоотдачи РѕС‚ жидкости Рє стенке:ВВ q = a₁(t_Р¶l - t_СЃ1)

2. Уравнение теплопроводности:ВВВВВ q = l/d (t_c1 –t_СЃ2)

3. Уравнение теплоотдачи РѕС‚ стенки Рє газу:В q = a₂ (t_СЃ2-t_Р¶2)

Проведя преобразование получим систему уравнений:

ВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВ (1.12)

Сложив эти уравнения, получим: , или

ВВВВВВВВВВВВВВВВВВ , Р’С‚/Рј^{2ВВВВВВВВВ} ВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВ^В(1.13)

В общем виде уравнение теплопередачи можно записать:

ВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВ Q=KFDt, Р’С‚ВВВ ВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВ (1.14)

где В- коэффициент теплопередачи, Р’С‚/Рј^2РѕРЎ;

ВВВВВ F - площадь поверхности теплообмена, Рј²;

ВВВВВ Dt - перепад температур, °С.

Коэффициент теплопередачи представляет СЃРѕР±РѕР№ количество теплоты проходящее че­рез 1 Рј² поверхности теплообмена Р·Р° 1 сек. РїСЂРё разности температур 1 °С. Величина, обрат­ная коэффициенту теплопередачи, называется термическим сопротивлением теплопередаче.

1.6. Теплообменные аппараты

Теплообменными аппаратами (теплообменниками) ТО называются устройства, предна­значенные для передачи теплоты от одного теплоносителя (ТН) к другому. В качестве теп­лоносителей используются различные тела - пар, горячая вода, дымовые газы и др. ТН - от­дающий теплоту в ТО называется первичным, ТН получающий теплоту, называется вторич­ным.