где Еоколичество энергии абсолютно черного

тела, σо= 5,67·108 Вт/(м2·К4) — коэффициент

излучения абсолютно черного тела, Т-

температура.

Формула для серого тела, σ - коэффициент

излучения серого тела – табличное значение,

определяется от степени черноты ε = σ / σ0 =

Е/Е0.

(Степень черноты шамотного кирпича равна

0,59, Красного кирпича — приблизительно 0,94,

штукатурки — 0,91, угля— 0,80).

(1) Е эф1 = Е1 + (1 – А2) · Еэф2

(2) Е эф2 = Е2 + (1 – А1) · Еэф1

Е эф1 – Е эф2 = Δ q12

подставляя в это уравнение (1) и (2),

получим:

Δ q12 = Е1 + (1 – А2) · Еэф2 – Е2 + (1 – А1) · Еэф1

На практике в качестве теплоносителя применяются как жидкости, так и газы.

Тепловые машины построены на принципе перехода теплоносителя из одного

агрегатного состояние в другое.

Эффект излучения газов играет очень важную роль в передачи тепла. Чем

больше эффект излучения, тем активнее передается тепло –

лучеиспускательная способность – характеристика эффективности излучения.

Наибольшей лучеиспускательной способностью обладают газы, состоящие из

трех атомов: CO2, SO2, H2O.

Тепловая изоляция.

Коэффициент теплопроводности λ определяет тип

твердого тела.

При λ < 2 единиц тело является теплоизолятором

При λ > 2 единиц, тело является теплопроводником

Теплопроводник имеет плотную

структуру и хорошо упакованную

кристаллическую решетку.

Теплоизолятор имеет рыхлую

структуру

В реальных условиях выделить какой-либо из вышеперечисленных видов

сложно. При любом теплообмене присутствуют 3 вида передачи тепла

(один из которых может быть доминирующим), поэтому вводится понятие

сложного теплообмена.

Интенсификация процесса теплоотдачи основывается на:

1) Применение теплоносителя с улучшенными свойствами теплоемкости.

2) Увеличение скорости движения теплоносителя.

3) Увеличение поверхности теплоотдачи.

4) Увеличение температурного напряжения.

Количество передаваемого тепла зависит от конструкции теплообменных

аппаратов.

• Самый простой – это аппарат смесительного типа, где Q1- горячий и Q2

– холодный теплоноситель.Q1 = Q2 – уравнение теплового баланса

где Q1 и Q2 – это теплота, в пределах заданных температур, С – средняя

удельная теплоемкость, m – масса теплоносителя.

• регенеративные теплообменные аппараты – одна и та же поверхность

омывается горячим и холодным теплоносителем, температура поверхности

регенерируется – восстанавливается.

•Примеры регенеративных теплообменников — отопительные печи,

воздухоподогреватели доменных печей и т. д.

• В рекуперативных теплообменниках передача теплоты от греющего

теплоносителя κ нагреваемому осуществляется через разделяющую их твердую

стенку.

Движение теплоносителя может быть:

Расчет теплообменных аппаратов основывается на применении уравнения

теплового баланса. Для это необходимо определить:

1. Температуру теплоносителей на входе и выходе.

2. Площадь теплообменника.

Уравнение Ньютона, где  – коэффициент

теплоотдачи, который зависит от многих

параметров:

ƒ ( ℓ;  ; λ; c; ρ; v)

ℓ

[м]



- скорость [ м / с]

λ – коэф. теплопроводности [ Вт / м°к ]

c - теплоемкость [ Дж / кг °к ]

ρ - плотность[ кг / м 3]

v - вязкость[ м2 / с]

Если проводить

эксперименты

изменяя n-раз

каждый из 6

параметров,

влияющих на

теплообмен, то число

экспериментов N = n6

- это 106 опытов.

Теория подобия показывает, что число параметров зависит от выбора

единиц измерения.

Числа подобия безразмерные, каждый из безразмерных параметров имеет

определенный физический смысл, эти числа названы именами ученых:

Число Нуссельта Nu =  ℓ / λ,

где  – коэффициент теплоотдачи, ℓ -

линейный размер, λ – коэф.

теплопроводности среды.

Физический смысл: число моделирует интенсивность теплообмена.

где v – вязкость, число определяет тип

движения теплоносителя.

Re ≤ 2320 – движение ламинарное

Re ≥2320 – турбулентное

Число Прандтля Rr = v /

где  – коэф. температуропроводности

среды, число определяет физические

свойства теплоносителя.

Число Пекле Pe = Re · Rr =  ℓ /

Число ГрансгофаGr=

·g

· ℓ 3 · ∆T

/

v2

где  –Температурный коэф. расширения, g – ускорение свободного

падения, ℓ - объём.

dq = dh + d ( C2 / 2)

, где q – внешняя энергия,h –

энтальпия, C – скорость

истечения

Для заданного объёма газа dq = dh + Vdp

где Vdp– работа изменения давления

Сравнивая иполучим:

dh + d ( C2 / 2) = dh + Vdp

CdC = Vdp

d ( C2 / 2) = Vdp

Вывод: изменение скорости влечет изменение давления и объема, т.е зависимость

скорости и давления имеет обратно-пропорциональный характер – чем

Юскорость, тем Ядавлениепотока на стенки.

Так как длина сопла и диффузора не велика, а скорость течения потока

большая, то теплообмен между стенками канала и потока при малом

времени контакта незначителен, т.еdq = 0.

Из  уравнения видно, что поток в насадке движется адиабатно, без

теплообмена с внешней средой, т.е ускорение потока происходит за

счет уменьшения энтальпии. Торможение же потока вызывает

увеличение энтальпии.

При дросселировании реального газа его температура

меняется ( эффект Джоуля - Томсона ). Он определяется

отношением изменения T к изменению P.

Состояние газа, при котором dT/dP = 0, называется эффектом

Джоуля - Томсона или точкой инверсии. А температура при

которой эффект меняет знак называется температурой

инверсии.

Температура инверсии для Н2 = -57°C, для Ge = -239°C

При реальном истечении газа процесс изображается адиабатой.

P1 – давление на выходе

P2 – давление на входе

A12 - работа.

Определяющий показатель P2 / P1

Опытом установлено, если сопло, через которое происходит истечение,

имеет постоянное сечение или суживающееся, то P1 может уменьшаться

только до известного предела. Такое давление называется критическим и

обозначается Рк.

Отношение Рk/Р1 называется критическим отношением давлений и

обозначается 



 твердые

растворимые газы

N, O2, SO2, CO2

растворимые (соли)

Соли щелочных и

щелочноземельных металлов

Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2, Fe(HCO3)2,

которые определяют жесткость воды.



Очистка от твердых примесей.

1) Способ фильтрации через сетчатые фильтры различной плотности –

металлические сетки, бумажные, тряпичные, гравийно-песчаные фильтры.

2) Способ отстаивания

3) Способ соосождения.

Реагент Al2(SO4)3 · 24 H2O рассыпается по поверхности воды, образуя

хлопьевидный осадок, медленно опускается на дно, захватывая примеси.

Очистка от растворимых примесей.

1) Способ кипячения