14. Теплообмен излучением между параллельными стенами
Сумма потоков собственного и отражаемого телом излучения
называется его эффективным излучением
Еэф=Еизл+R∙Епад, (13.17)
т.е. Еэф — это полное излучение, исходящее от тела.
С учетом того, что для непрозрачных тел R=1–A, для каждой
пластины согласно (13.17) можно записать, что
Еэф.1=Е1+(1–A1)Епад; Еэф.2=Е2+(1–A2)Епад. (13.18)
Тогда для первой пластины Еэф.1 будет расходной (уходящей)
энергией, а Еэф.2 — приходящей. Следовательно, результирующий
поток от первой (более горячей) пластины ко второй определится
следующим образом:
qл=Еэф.1–Еэф.2. (13.19)
Решая систему уравнений (13.13) относительно Еэф.1 получим
Еэф.1=Е1+(1–A1)[Е2+(1–A2)Еэф.2]. (13.20)
или
аналогично:
Подставим (13.20) и (13.21) в (13.19), получим
Окончательно после сокращений в знаменатель
Но согласно закону Стефана-Больцмана
и
а по закону Кирхгофа e=A1 и e2=A2. С учетом этого выражение
принимает вид
Величину
называют приведенной степенью черноты системы двух тел.
Окончательно
15. Сложный теплообмен
В действительных условиях работы различных теплообменных устройств теплота передается одновременно теплопроводностью, конвекцией и излучением. Такое явление называется сложным теплообменом.
Например, в газоходах паровых котлов теплота передается не только излучением, но и конвекцией. В этом случае суммарный тепловой поток
. |
(12.1) |
Если в качестве основного процесса теплообмена принято тепловое излучение, то
|
(12.2) |
.
Перенос теплоты конвекцией здесь учитывается увеличением приведенной степени черноты системы за счет
|
(12.3) |
.
В тех случаях, когда конвективная составляющая теплового потока значительно превышает лучистую составляющую, в качестве основного процесса принимается конвекция, и тепловой поток определяется уравнением:
, |
(12.4) |
где
|
.
17 Теплообменные аппараты
-Называют устройства, предназначенные для обмена теплотой между греющей и обогреваемой рабочими средами(теплоносителями).
Классификация:
По назначению(подогреватели, носители, испарители и тд.),
по принципу действия(поверхностные и смешивающие).
В поверхностных-теплоносители ограничены твёрдыми стенками, частично или полностью участвующими в процессе теплообмена.
Рекуперативными-называются теплообменные аппараты,в которых теплообмен между теплоносителями проходит через разделительную стенку.
Регенеративными-называют теплообменные аппараты в которых два или большее число теплоносителей попеременно соприкосаются с одной и той же поверхностью.
Смешивающими-называют такие теплообменные аппараты, в которых тепло-и массообмен происходит при непосредственном контакте и смешении теплоносителей.
19 Уравнение теплового баланса
Если тела образуют замкнутую систему и между ними происходит теплообмен, то алгебраическая сума полученных Qn и отданных Qo энергий равна нулю. Qo+Qn=O Полученная Qn и отданная Qo теплоты численно равны, но Qn берётся со знаком плюс,а Qo со знаком минус. Изменить внутреннюю энергию системы можно двумя способами: путём совершения работы(дельта V1=A)и путём сообщения системе количества теплоты(дельта V2=Q).