14.2. Теплопередача через плоску стінку при стаціонарному режимі

Процес теплопередачі здійснюється через плоску стінку товщиною , коефіцієнтом теплопровідності , від «гарячої» рідини з температурою до «холодної» з температурою . Коефіцієнти тепловіддачі по обох сторони стінки ₁ і _2. Багатошарова стінка характеризується: ₁, ₂, ₃ і ₁, ₂, ₃. Теплообмін на окремих етапах теплопередачі описується рівняннями:

1.

2. і

3. ;

Тепловий потік	Густина теплового потоку	Коефіцієнт теплопередачі
, Вт	,	,

Лінійний коефіцієнт тепловіддачі чисельно дорівнює кількості теплоти, що проходить за одиницю часу через одиницю площі при різниці температур між середовищами в один градус. Коефіцієнти теплопередачі визначаються за формулами:

Одношарова стінка:

Багатошарова стінка:

Загальний термічний опір теплопередачі:

, .

Температура на границях шарів: .

14.3. Теплопередача через циліндричну стінку при стаціонарному режимі

Процес теплопередачі здійснюється через циліндричну стінку внутрішнім діаметром d₁, зовнішнім – d₂, коефіцієнт теплопровідності матеріалу стінки - , довжина стінки – l від «гарячої» рідини з температурою t_р1 до «холодної» з температурою t_р2. Коефіцієнти тепловіддачі з обох боків стінки α₁ і α₂. Для тришарової стінки d₁, d₂, d₃, d₄ і ₁, ₂, ₃, ₄. Теплообмін на етапах:

1.

2. ,

3. ,

Лінійний коефіцієнт теплопередачі чисельно дорівнює кількості теплоти, яка проходить в одиницю часу через одиницю довжини циліндричної стінки при різниці температур між середовищами в один градус. Коефіцієнти теплопередачі розраховуються за формулами:

Одношарова стінка:

Багатошарова стінка:

Загальний лінійний термічний опір:

, .

Температура на границях шарів: .

14.4. Критичний діаметр теплової ізоляції

Тепловою ізоляцією називають покриття поверхонь шаром матеріалу з малим , що зменшує теплові втрати в навколишнє середовище. Наприклад, труба, вкрита шаром ізоляції, являє собою двошарову стінку, для якої термічний опір

Залежність теплових втрат q_l від d_із має вигляд:

Зі збільшенням товщини шару , теплові втрати зростають до dкр, а потім зменшуються. Для визначення dкр (екстремума функції) диференціюємо і дорівнюємо її до нуля:

, тоді .

Отже, для ефективності ізоляції необхідно, щоб зовнішній діаметр труби . У такому випадку .

14.5. Інтенсифікація теплопередачі

Під інтенсифікацією теплопередачі мають на увазі збільшення q, а для цього слід підвищити . Підвищення k можливе за рахунок зменшення термічних опорів R_ і R_..

Зниження R_ досягається: 1) підвищенням швидкості руху теплоносія; 2) руйнуванням прикордонного шару; 3) зміною виду теплообміну (КТ на кипіння); 4) турбулізацією потоку; 5) застосуванням малов’язких рідин. Для зниження R_ може використовуватися зниження товщини стінки  і підвищення  із застосуванням, наприклад, латунних і мідних труб. Для теплообміну газ-рідина слід застосовувати оребрення з боку газу.