38)Основы теплопередачи в химической промышленности.

Перенос энергии в форме тепла, происходящий между телами и имеющий разную температуру, называется теплообменом. Движущая сила любого процесса теплообмена явл. разностью температур более нагретого и менее нагретого тел, при наличии которой тело самопроизвольно в соответствии со вторым законом термодинамики переходит от более нагретого тела к менее нагретому. Теплообмен между телами представляет собой обмен между энергией между молекулами атомами и свободными электронами. В результате теплообмена интенсивность движения частиц у более нагретого снижается, к менее нагретого увеличивается. Тело, участвующее в теплообмене, называется теплоносителями. Теплопередача – это наука о процессах распространения тепла. Законы теплопередачи лежат в основе тепловых процессов, таких как нагревание, охлаждение, конденсация, выпаривание и имеет большое значение для проведения многих массообменных, а также химических процессов, протекающих с подводом или отводом тепла. Способы распространения тепла:

1.Теплоповодность – перенос тепла вследствие беспорядочного движения микрочастиц, непосредственно соприкасающихся друг с другом. Это движение может быть либо движением самих молекул, либо колебанием атомов или диффузией свободных электронов. В твердых телах теплопроводность явл. обычно основным видом распространения тепла.

2.Конвекция – перенос тепла вследствие движения и перемешивания макроскопических объектов газа или жидкости. Перенос тепла возможен в условиях естественной или свободной конвекции, обусловленный разностью плотностей в различных точках объёма жидкости или газа, возникающей вследствие разности температур в этих точках или принудительном движении всего объёма жидкости.

3.Тепловое излучение – это процесс распространения электромагнитных колебаний с различной длиной волн, обусловленный тепловым движением атомов или молекул изучающего тела. Все тела способны изучать энергию, которая поглощается другими и снова превращается в тепло. Таким образом осуществляется лучистый теплообмен. Он складывается из процессов лучеиспускания и луче поглощения. В реальных условиях тепло передается не каким-либо одним из указанных способов, а комбинированным путем, например, при теплообмене между твёрдой стенкой и газовой средой тепло передается одновременно конвекцией, теплопроводностью и излучением. Перенос тепла от стенки к газообразной среде или в обратном направлении называется теплоотдачей. Более сложным явл. процесс передачи тепла от более нагретого к менее нагретому участку жидкости или газа через разделяющую или твердую стенку называется теплопередачей. В непрерывно действующих аппаратах температура в различных точках не изменяется во времени и протекающий процесс теплообмена явл. установившимся. В периодически действующих аппаратах, где температура меняется во времени, осуществляются не установившиеся процессы теплообмена.

39)Основное уравнение теплопередачи.

Общая кинетическая зависимость для процессов теплопередачи, возникающая связь между тепловым потоком Q’ и поверхностью теплообмена F представляет собой основное уравнение теплопередачи Q’=kF∆t_ср (1), k – коэффициент теплоотдачи, определяющий среднюю скорость передачи тепла вдоль всей поверхности теплообмена; t_ср – средняя разность температур между теплоносителями, определяющая среднюю движущую силу процесса теплопередачи, или температурный напор,  - время. Для непрерывных процессов теплообмена уравнения теплопередачи примет вид: Из уравнения (1) вытекают принципы измерения и физический смысл коэффициента теплопередачи:

. Коэффициент теплопередачи показывает какое количество тепла переходит в 1 секунду от более нагретого тела к более холодному теплоносителю через поверхность теплообмена в 1 м² при средней разности температур между теплоносителями, равной 1 градус. Средний температурный напор зависит от характера изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.