1.8 Связь между коэффициентом теплоотдачи с коэффициентом теплопередачи.
Коэффициент теплопередачи рассчитывают на основании коэффициентов теплоотдачи, вычисленных по критериальным уравнениям.
При установившемся процессе количество теплоты Q, передаваемое в единицу времени через площадку F от ядра потока горячего теплоносителя к стенке, равно количеству теплоты, передаваемому через стенку теплопроводностью и от стенки к ядру потока холодного теплоносителя. Это количество теплоты можно определить:
по
закону Ньютона
:
И
звестно,
что по закону Ньютона
Сложим левые и правые части этих двух уравнений.
В уравнении К всегда будет меньше меньшего значения α. (Отметим, что коэффициент теплопередачи всегда меньше минимального коэффициента теплоотдачи.)
1.9.Тепловіддача.Закон Ньютона.
Теплоотдача – процесс теплообмена между поверхностью тела и окружающей средой. Характеризуется коэффициентом теплоотдачи.
На интенсивность влияет характер жидкости или газа.
Различают свободную и вынужденную конвекции.
Под свободной конвекцией понимают перемещение частиц жидкости или газа в объеме аппарата или теплообменных устройств вследствие разности плотности холодных и нагретых частиц жидкости газа. Скорость естественной конвекции определяется физическими свойствами жидкости или газа.
Вынужденная конвекция – возникает под действием насосов или вентиляторов и определяется физическими свойствами среды, скоростью ее движения, формой и размерами канала в котором движется поток. Теплообмен протекает интенсивнее, чем при естественной конвекции.
Основной закон теплоотдачи (закон Ньютона)
Количество теплоты(dQ), переданное от поверхности теплообмена к потоку жидкости или газа, или наоборот, пропорционально площади теплообмена F , разности температур поверхности и ядра потока (или наоборот) и продолжительности времени(dτ)
dQ=αF(
)dτ
dQ=
αF(
)dτ
путем конвективного теплообмена
α- коэффициент пропорциональности (коэффициент теплоотдачи)
В интегральном виде для стационарного режима
Q=αF(
)
Q= αF( )
Коэффициент
теплоотдачи α численно равен количеству
теплоты , передаваемой путем конвективного
теплообмена от стенки к ядру потока,
поверхностью 1
в единицу времени при разности температур
между стенкой и ядром =
α
1.10. Теплопровідність. Основний закон теплопровідності.
Теплопроводность – процесс переноса тепла от более нагретых участков к менее в результате теплового движения и взаимодействия микрочастиц вещества.
В результате температура тел выравнивается . Теплопроводность присуща всем жидким телам. Поверхность тела, все точки которой имеют одинаковую температуру называется изотермической поверхностью. Температура внутри тела изменяется от одной изотермической поверхности к другой. Наибольшее изменение температуры происходит по нормали к изотермическим поверхностям.
Предел
отношения изменения температур
к расстояниюмежду изотермическими
поверхностями
называется температурным градиентом.
Основной закон теплопроводности (закон Фурье)
dQ
= -λF
δτ
«-» указывает на то, что имеет место снижение t°С градиента
Q=
F
(
-
) =
F
(
-
) -уравнение теплопроводности для
однослойной плоскости стенки при
установившемся режиме теплопроводности.
-коэффициент
теплопроводности
F=1 ;
=1с° ;
δ= 1 м.
Коэффициент теплопроводности численно равен количеству теплоты переданной путем теплопроводности в единицу времени через поверхность в 1 при изменении температуры на длине нормали к изотермической поверхности на 1 °С.
Многослойная стенка
Q=
-
уравнение теплопроводности для
многослойной плоской стенки.
Q=
Q=
- длина цилиндрической части трубопровода.