9. Распределение лучистой энергии, падающей на тело.
Лучистая энергия, испускаемая на какое-либо тело, в зависимости от его физических свойств, формы и состояния поверхности, частично поглощается этим телом и переходит в тепловую энергию, а остальная часть отражается и частично проходит через него (рис. 1.4), то есть
Разделив обе части равенства на QO , получим
Или
1=A+R+D,
где
–
поглощательная
способность тела;
– отражательная
способность тела;
–
пропускная
способность тела.
Рис. Схема распределения лучистой энергии, падающей на тело: QO – общее количество лучистой энергии, падающей на тело; QA, QR, QD – соответственно количество лучистой энергии, поглощенной, отраженной и прошедшей через него.
Величины A, R, D являются безразмерными коэффициентами поглощения, отражения и пропускания. В зависимости от физических свойств тела, его температуры и длины волны падающего излучения эти коэффициенты имеют разные численные значения. А в частных случаях они могут быть равны нулю.
При A=1 R=0 D=0 – абсолютно черное тело (вся энергия поглощается) (нефтяная сажа, черное сукно, черный бархат);
При A=0 R=1 D=0 –вся энергия отражается – зеркальное тело (если отражение подчиняется законам геометрической оптики); абсолютно белое тело (если отражение диффузное, рассеянное);
При A=0 R=0 D=1 – абсолютно прозрачное (диаметрическое) тело (вся энергия проходит через тело).
10. Характер распределения температур при теплопередаче через плоскую стенку.
Теплопередача
– процесс переноса теплоты от нагретого
воздуха к холодному через ОК. Количественной
характеристикой этого процесса является
коэффициент теплопередачи k,
значение которого определяет количество
теплоты, переданное в единицу времени
через единицу поверхности от одной
среды в другую при
.
.
П
роцесс
можно разделить на 3 стадии:
1. Передача тепла от внутреннего воздуха к стенке (конвекция, излучение);
2. Передача тепла через стенку (путем теплопроводности);
3.Передача тепла от наружной поверхности стенки воздуху (конвекция, излучение).
Следовательно,
для плотности теплового потока q
можно записать 3 выражения:
;
.
Отсюда коэффициент теплопередачи:
.
11. Характер изменения температур теплоносителей при прямотоке и противотоке в теплообменниках.
В смесительных теплообменных аппаратах теплопередача осуществляется при непосредственном контакте и смешении горячей и холодной жидкостей.
Характер изменения температур рабочих сред по поверхности рекуперативного теплообменного аппарата зависит от схемы их движения. Наиболее простыми схемами движения являются: прямоток (рис. 5.1, а), противоток (рис. 5.1, б) и перекрестный ток (рис. 5.1, в). Существуют аппараты и с более сложными схемами движения теплоносителя.
Рис. 5.1. Схемы движения рабочих сред
От того, какая схема движения сред применена, во многом зависит эффективность теплообменного аппарата.
При одинаковых температурах теплоносителей на входе и выходе в противоточном теплообменнике средний температурный напор получается наибольшим, а в прямоточном – наименьшим. Вследствие большей величины среднего температурного напора поверхность нагрева при противоточной схеме движения теплоносителей и прочих равных условиях будет наименьшей.
W – водяной эквивалент теплоносителя. Его числовая величина определяет количество воды, которое по теплоемкости эквивалентно теплоемкости секундного расхода рассматриваемого теплоносителя.
Преимущества одной схемы течения теплоносителей перед другой определяются из сравнения количества теплоты, передаваемой при равных условиях, и коэффициентов теплопередачи. Во всех случаях при прямотоке передается меньшее количество теплоты, т.е. противоток более экономичен по сравнению с прямотоком.