Тема 2.4 Теплопередача

Лекція 11

Теплопередача – складний теплобмін

План

1 Складний теплообмін як сукупна одночасна дія теплопровідності, конвекції і

випромінювання.

1 Розподіл теплоперенесення на теплопровідність, конвекцію і теплове випромінюван-ня зручне для вивчення цих процесів. На практиці часто зустрічається складний теплообмін, під час якого теплота переноситься двома або навіть трьома способами одночасно.

Найпоширенішим випадком складного теплообміну є тепловіддача від поверхні твердої стінки до газоподібного середовища, наприклад повітря (або від газу до по-верхні). При цьому теплота переноситься конвекцією завдяки контакту поверхні з га-зом, який її обмиває, і та сама поверхня випромінює і поглинає енергію, обмінюючися потоками випромінювання з газом і навколишніми предметами. Подібні процеси пере-несення теплоти називають складною тепловіддачею. Її типовими прикладами є втра-ти теплоти стінками апаратів в навколишнє середовище і внутрішнім повітрям примі-щення до внутрішньої поверхні зовнішньої стінки в холодний період року.

Кількість теплоти , яку віддає навколишньому середовищу стінка тепловим випромінюванням (або стінці навколишнє середовище), визначають по формулі

, (2.17)

де виражається рівнянням:

, (2.18)

Величина - коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням, що показує, яку кількість теплоти, , віддає навколишньому середовищу стінка поверхнею теп-ловим випромінюванням за 1с за різниці температур між стінкою і середовищем ( ).

Сумарна віддача стінкою теплоти конвекцією і тепловим випромінюванням становить

. (2.19)

Позначивши сумарний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією і випромінюван-ням

, (2.20)

отримують

. (2.21)

Інтенсивність складного теплообміну характеризують сумарним коефіцієнтом тепловіддачі через те, що переважаючим буває конвекційне теплоперенесення.

Іноді впливом однієї зі складових сумарного коефіцієнта тепловіддачі можна знехтувати. Наприклад, зі збільшенням температури різко зростає тепловий потік ви-промінюванням, тому в топках парових котлів і печей, де швидкості течії газів невели-кі, а , можна вважати, що , і навпаки, під час теплообміну поверхні з потоком краплинної рідини переважаючим буде конвекційний теплообмін, тобто .