лить по любому из соотношений:
Из этих соотношений можно получить:
Складывая эти уравнения, получим:
откуда
Из сопоставления уравнений (6.2) и. (6.84) найдем
откуда
Величина 1/Я, обратная коэффициенту теплопередачи, представляет собой
термическое сопротивление теплопередаче. Величины l/oi и 1/02 являются
термическими сопротивлениями теплоотдаче, а ^—термическим
сопротивлением стенки. Из уравнения (6.86) следует, что термическое
сопротивление теплопередаче равно сумме термических сопротивлений
теплоотдаче и стенки.
При расчетах коэффициента теплопередачи в случае многослойной стенки
необходимо учитывать термические сопротивления всех слоев. В этом случае
коэффициент теплопередачи определяют по формуле
где l—порядковый номер слоя; п—число слоев.
В тепловых процессах осуществляется передача тепла—теплопередача от
одного теплоносителя к другому, причем эти теплоносители в большинстве
случаев разделены перегородкой {стенкой аппарата, стенкой трубы и т.
п.). Количество передаваемого тепла определяется основным уравнением
теплопередачи (6.2): Q^K^mF.
В этом уравнении коэффициент’ теплопередачи К является суммирующим
коэффициентом скорости теплового процесса, учитывающим необходимость
перехода тепла от ядра потока первого теплоносителя к стенке
(теплоотдачей), через стенку {теплопроводностью) и от стенки к ядру
потока второго теплоносителя (теплоотдачей)’. Коэффициент теплопередачи
определяет количество тепла, которое передается от одного теплоносителя
к другому через единицу площади разделяющей их стенки в единицу времени
при разности температур между теплоносителями 1 град.
Соотношение для расчета коэффициента теплопередачи можно вывести,
расс\г”рев процесс переда’ ч 1епла от одного теплоносителя к другому
через разделяй щую гх стенку. На рис. 6.7 показана плоская стенка
толщиной б, материал которой имеет коэффициент теплопрово; ности К. По
одну сторону стенки протекает теплоноситель с температурой tft в ядре
потока, по другую сторону—теплоноситель с температурой tf2. Температуры
поверхностей стенки twi и twi. Коэффициенты теплоотдачи ai и 02. При
установившемся процессе количество тепла, передавае-
мого в единицу времени через площадку F от ядра потока первого
теплоносителя к стенке, равно количеству тепла, передаваемого через
стенку и от стенки к ядру потока второго теплоносителя. Это количество
тепла можно опреде-
Рис. 6.7. Характер изменения температур при теплопередаче через плоскую
стенку
Рис. 6.8. Характер изменения температур теплоносителей при прямоточном
движении их вдоль поверхности теплообмена
6.8. ДВИЖУЩАЯ СИЛА ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Движущей силой тепловых процессов является разность температур сред, при
наличии которой тепло распространяется от среды с большей температурой к
среде
с меньшей температурой. При теплопередаче от одного теплоносителя к
другому разность между температурами теплоносителей не сохраняет
постоянного значения вдоль поверхности теплообмена, и поэтому в тепловых
расчетах, где применяется основное уравнение теплопередачи ‘(6.2) к
конечной поверхности теплообмена, необходимо пользоваться средней
разностью температур.
— На рис. 6.8 показан характер изменения температур теплоносителей «при
прямоточном движении их вдоль поверхности теплообмена. Один из
теплоносителей охлаждается от температуры t\ до ^i, другой нагревается
от t\ до ^2. Количество тепла, переданное в единицу ‘времени от первого
теплоносителя ко второму на произвольно выделенном элементе
теплообмен-ной поверхности можно определить по основному уравнению
теплопередачи (6.1):
где К—коэффициент теплопередачи; ti и h—температуры теплоносителей по
обе стороны элемента dF.
ланса получим:
Подставив значения Gid и G^Ci из уравнений (е) и (ж) в равенство (д),
имеем:
Проинтегрировав уравнение (з) при постоянном Я, получим
Обозначив наибольшую разность температур между теплоносителями Л^== t\-
-V ч, а наименьшую ^м==^\—^2, подставим соотношние (и) в следующем виде:
Сопоставив уравнения (/с) и (6.2), получим соотношение для определения
средней разности температур:
Это соотношение справедливо также и для случая противо-точного движения
теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.
При небольших изменениях температур теплоносителей, когда Л^/Л^^О,5,
среднюю разность температур можно вычислять как среднеарифметическую:В
результате теплообмена на элементе поверхности температура первого
теплоносителя понизится на dt^ а второго— повысится на df^
где Gi и 02—расходы первого и второго теплоносителей; Ci и
сч—теплоемкости первого и второго теплоносителей.
Вычитая равенство (в) из равенства (б), получим:
При этом ошибка ie превышает 4%.
При перекрестным токе теплоносителей среднюю разность температур можно
вычислять по формуле (6.88) с поправочным коэффициентом вд<: dq q f r g tr hn h wr s . l gap tap.k qu tci ii t i ni fe tn qa :>
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
