- •Ду нестационарной теплопроводности твердой стенки.
- •Ду нестационарной теплопроводности цилиндра и шара.
- •Теплообмен при кипении
- •Теплоотдача при конденсации пара.
- •Законы теплового излучения
- •Лучистый теплообмен между телами.
- •Тепловое излучение газов.
- •Теплоотдача при обтекании плоской поверхности. Пограничный слой.
- •Теплоотдача при течении жидк. В трубах при ламинарном режиме течения.
- •Теплоотдача при течении жидк. В трубах при турбулентном режиме течения.
- •Теплоотдача при естественной конвекции в неограниченном пространстве.
- •Теплоотдача при естественной конвекции в ограниченном пространстве.
- •Теплоотдача при поперечном обтекании одиночной трубы.
- •Теплоотдача при поперечном обтекании пучков труб.
- •Сложный теплообмен и теплопередача.
- •Теплопередача через однослойную и многослойную плоскую стенки.
- •Теплопередача через однослойную и многослойную цилиндрические стенки.
- •Теплопередача через однослойную и многослойную сферические стенки
- •Теплопередача через сложные стенки.
- •Интенсификация процессов теплопередачи.
- •Тепловая изоляция.
- •Типы теплообменных аппаратов. Схемы движения рабочих сред в теплообменниках.
- •Процессы массообмена. Закон Фика.
- •Критерии подобия при массообмене.
- •Основные механизмы процесса диффузии.
- •Аналогия между диффузией и переносом тепла.
- •Массообмен между фазами.
- •Конвективный массообмен в пограничном слое.
- •Массоперенос в контурах….
- •Распределение концентрации примесей по контуру.
ДУ теплопроводности.
Уравнение
называется дифференциальным уравнением
теплопроводности, или дифференциальным
уравнением Фурье для трехмерного
нестационарного температурного поля
при отсутствии внутренних источников
теплоты. Это уравнение устанавливает
связь между пространственными и
временными изменениями температуры в
любой точке поля и является основным
при изучении теплопроводности.
=
,
коэффициент
температуропроводности м2/с,
=
оператор
Лапласа. Коэффициент
теплопроводности λ = соnst, удельная
теплоемкость тела с = const, плотность тела
ρ = const.
Подобие процессов
теплообмена на границе тела
определяется числом
Био
.
Критерий
Фурье Fo=aτ/l2.
Ду нестационарной теплопроводности твердой стенки.
Такие процессы теплопроводности, когда поле температуры в теле изменяется не только в пространстве, но и во времени, называют нестационарными.
Ду нестационарной теплопроводности цилиндра и шара.
Теплообмен при кипении
Различают
кипение на твердой поверхности
теплообмена, через которую идёт поток
тепла и кипение в объеме, когда тепловой
поток индуцируется непосредственно в
объем жидкости. Кипение — это процесс
интенсивного образования пара при
условии постоянного подвода тепла.
Кипение возникает при небольшом перегреве
жидкости, когда температура жидкости
выше температуры насыщения при данном
давлении. Если в жидкости присутствует
растворенный газ (например, воздух) или
мелкие взвешенные частицы, процесс
кипения начинается практически сразу
же после достижения жидкостью температуры
насыщения. Величина необходимого
перегрева также снижается, если
теплообменная поверхность, через которую
в жидкость поступает тепловой поток,
имеет микрошероховатости. При подводе
потока тепла через такую поверхность
наблюдается образование пузырьков в
отдельных точках поверхности. Эти точки
называются ЦЕНТРАМИ ПАРООБРАЗОВАНИЯ.
Всё тепло, поступающее в жидкость,
расходуется на образование пара:
,
Вт, где r — теплота парообразования,
Дж/кг. G'' — количество пара, образовавшегося
при кипении, кг/с. Режимы кипения: а –
пузырьковый, б – переходный, в –
пленочный. Н
а
практике широко применяется кипение
жидкости движущейся внутри труб или
каналов различной формы. Если труба
расположена вертикально, то самостоятельный
поток пара будет двигаться по оси трубы,
в центре, а плёнка воды — по периферии,
по стенке трубы. При горизонтальном
расположении труб пар двигается в
верхней части трубы, вода — в нижней.
Критериальное
уравнение для расчета теплоотдачи при
пузырьковом кипении.
,
Значения постоянных С и n принимаются
равными:
при Re < 0,01 |
C = 0,0625 |
n = 0,5 |
при Re > 0,01 |
C=0,125 |
n = 0,65 |
Теплоотдача при конденсации пара.
Теплоотдача
при конденсации насыщенных паров
представляет собой одновременный
перенос теплоты (теплота парообразования)
и массы (количество сконденсированного
пара). Молекулы пара переносятся к
охлаждаемой стенке вихрями турбулентного
потока, конденсируются, и при этом
происходит резкое уменьшение его объема,
таким образом, возникает собственное
поступательное движение к стенке.
Образовавшийся конденсат стекает по
стенке, а к стенке подходит собственный
пар. На хорошо смачиваемых поверхностях
возникает жидкая пленка конденсата, на
не смачиваемой - капли. При капельной
конденсации коэффициент теплоотдачи
в несколько раз выше, чем при пленочной
конденсации.
.
Следовательно, определение коэффициента
теплоотдачи сводится к определению
толщины пленки конденсата. Критериальные
зависимости:Nu=f(Ga,
Pr,
K),
Ga=gH3/ʋ
- критерий Галилея (характеризует
отношение сил тяжести к силам вязкого
трения),K=r/Cж
-
критерий конденсации (характеризует
отношение теплоты фазового перехода к
теплоте охлаждения конденсата на твердой
стенке). Ga=Re2/Fr,
.
Для ламинарного режима: Nu=c(Pr*K*Ga)0.25?для
вертикальной стенки c=0.94?
горизонтальная стенка (труба) с=0.72. Для
турбулентного потока: Nu=0.068(Pr*K*Ga)1/2.
