39. Закон Стефана-Больцмана в теории лучистого теплообмена.
Этот
закон экспериментально открыт инженером
Стефаном и теоретически обоснован
Больцманом. Фактически этот закон
вытекает из закона Планка, чтобы получить
его математическое выражение надо
выражение
=
, Вт/
проинтегрировать в диапазоне длин волн
от 0 до 
для Т= const.
=
/
Математическое выражение закона Стефана-Больцмана:
=
, Вт/
, где 
- лучеиспускательная способность
поверхностей абсолютно черного тела,
= 5,67 Вт/
– коэффициент излучения абсолютно
черного тела.
Т – температура поверхности, К.
=
40. Лучистый теплообмен между твердыми телами.
Первая стенка
поглощает 
,
отражает (1- 
)
.
Вторая стенка 
,
отражает
-
)
.
= 
+(1-
)
;
=
+(1-
)
.
Результирующий
тепловой поток q=
-
=
;
=
=
=
=
q
= 
-
=
=
=
-
приведенный коэффициент поглощения
-приведенная
степень черноты
41. Дать определение термину «теплопередача» (в узком смысле слова). Теплопередача через плоскую однослойную стенку.
Теплопередачей называется процесс теплообмена между двумя теплоносителями разделенными твердой стенкой.
Представим тепловой поток в виде 3-х уравнений:
q
= 
-
-
теплопередача от первого теплоносителя
к стенке;
q
= 
-
-
теплопроводность стенки; (***)
q
= 
-
-
теплопередача от стенки ко второму
теплоносителю.
Таким образом, теплопередача это совокупность трех перечисленных процессов преобразовав систему (***) все температуры слева, все другие справа и сложив получим уравнение:
q
= 
q
= 
, где 
= 
– коэффициент теплопередачи однослойной
стенки.
42. Теплопередача плоской многослойной стенки с учетом теплового сопротивления контакта.
При наличии многослойной плоской стенки с учетом теплового сопротивления контакта можно получить:
q
= 
(****)
Знаменатель (****) представляет тепловое сопротивление многослойной плоской стенки.
43. Понятие о теплообмене оребрённых поверхностей (по материалам лабораторной работы).
Оребрение поверхностей теплообмена применяются для двигателей внутреннего сгорания с воздушным охлаждением цилиндров, при конструировании теплообменных аппаратов в теплоэнергетике, в радиаторах паровых и водяных систем отопления и т п. Весьма важно использование ребристых теплообменников в газовых турбинах для увеличения степени регенерации тепла отходящих газов, так как при этом возрастает КПД газотурбинных установок.
Тепловой поток Q, отводимый жидкостью от охлажденной поверхности:
Q=
,
Вт
-
коэффициент теплообмена, осредненный
по всей теплообменной поверхности
F – величина теплообменной поверхности
-
среднеинтегральная температура
поверхности
- температура
жидкости
Два пути для отвода значительного теплового потока:
-
увеличение коэффициента теплообмена
,
что сопряжено с ростом энергетических
затрат на изменение гидродинамической
обстановки со стороны жидкости. -
увеличение теплообменной поверхности F, это достигается размещением на основной поверхности ребристых элементов различной конфигурации прямолинейных, круглых и т.д., внутри которых находятся ТД-ие рабочие тела, движутся теплоносители или происходят процессы их фазового превращения.
Коэффициент теплообмена от стенки малы именно для газов вследствие незначительной у них молекулярной теплопроводности.
Тепловой поток Q, отводимый от оребренной поверхности газа:
Q=
,
Ен
коэффициент
эффективности всей оребренной поверхности
Е показывает, во сколько раз применение оребрения снижает температурный напор между несущей поверхностью и омывающей ее средой.
Коэффициент эффективности оребренной поверхности вычисляется по формуле:
-
степень оребрения
Ер - коэффициент эффективности ребра (КПД ребра)
