17. Способы увеличения коэф теплоперед, интенсификация проц теплопер

ПУТИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

Из уравнения теплопередачи

Q=kFΔt

следует, что при заданных размерах стенки и температурах жидкостей величиной, определяющей теплопередачу, является k. Но поскольку тепло­передача — явление сложное, то правильное решение можно найти только на основе анализа частных составляющих, характеризующих процесс. Так, например, если мы имеем дело с плоской стенкой, для которой

то при δ/λ→ 0 (что можно принять для тонких стенок с большим коэффи­циентом λ)

Интенсификация теплопередачи путем увеличения коэффициентов тепло­отдачи. Из уравнения (2.77) следует, что значение коэффициента тепло­передачи не может быть больше самого малого значения α. При α₂→∞k' стремится к своему предельному значению α₁. При а₁ →∞ коэффициент теплопередачи стремится к α₂.

Из рассмотренного примера видно, что при α_а<< α₂ увеличение большего из коэффициентов теплопередачи (α₂) практически не дает увеличения k. Увеличение меньшего из коэффициен­тов теплоотдачи (α₁) в 2 и 5 раз дает увеличение k' почти во столько же раз. На рис. 2.11 приведена зависимость k' = f (α₁, α₂) согласно формуле (2.77). Из графика следует, что при увеличе­нии а_х значение k' быстро растет до тех пор, пока α₁ не сравняется с α₂. После того как α₁ станет больше α₂, рост k' замедляется и при дальнейшем увеличении α₁ практически прекра­щается. Следовательно, при α₁<<а₂ для увеличения k' следует увеличивать a_l ,т. е. уменьшать большее из термических сопротивлений 1/а_г. Иначе говоря, при а₁ << а₂ увеличение k' возможно только за счет увеличения а₁. Если α₁≈α₂, увеличение коэффициента теплопередачи возможно за счет увеличения любого из α.

Интенсификация теплопередачи за счет оребрения стенок. При передаче теплоты через цилиндрическую стенку термические сопротивления l/α₁d₁ и l/α₂d₂ определяются не только значениями коэффициентов теплоотдачи,

размерами самих поверхностей.

19. Теплопроводность тел, градиент температуропроводности, теплообм при своб движ жидк

Температурное поле – совокупность значений температур в отдельных точках тела в зависимости от времени и пространственных координат.

Математическая запись нестационарного трёхмерного температурного поля: . Математическая запись стационарного трёхмерного поля: . Это поле называется стационарным, так как .

Изотермическая поверхность – геометрическое место точек имеющих одинаковую температуру.

Изотерма – пересечение изотермической поверхности с перпендикулярной плоскостью.

Изотермическая поверхность либо замыкается внутри тела, либо обрывается на его границе.

Температурный градиент есть вектор направленный по нормали к изотермической поверхности в сторону возрастания температуры и численно равный пределу отношения изменения температуры к расстоянию между изотермами по нормали (⁰С/м)

Закон Фурье:

Тепловой поток: , .

Плотность теплового потока: , , .

Задачи теории теплопроводности:

1. Найти нестационарное трёхмерной температурное поле, .

2. Найти тепловой поток и плотность теплового потока, , .