1 Лучистый теплообмен между телами и методы изменения его интенсивности.

ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН МЕЖДУ ТЕЛАМИ.

Общие сведения. Рассмотрим лучистый теплообмен между серыми непрозрачными телами, имеющими неограничен­ные плоские поверхности, обращенные друг к другу. Расчет бу­дем вести по отношению к единице площади поверхности (1 м²) каждого тела. Обозначим через Е_х энергию собственного излу­чения первого тела на второе, а через Е₂ — второго на первое. Взаимное излучение и поглощение между телами происходит многократно до бесконечности (рис. 12.3).

Эту задачу решают, используя понятие плотности потока результирующего излучения. Каждое из тел характеризуется полным эффективным излуче­нием соответственно Е_эф1 и Е_эф2 -

где А₁ и А₂ — коэффициенты по.лощения первого и второго тел; (1— А₁)Е_эф2 и (1— А₂)Еэф₁ величины, учитывающие бесконечную сумму отражений пото­ков вторым и первым телами.

На практике часто встречаются случаи, когда одна теплообменная поверхность находится в другой замкнутой поверхности (например, животные внутри помещения фермы). Результирую­щий поток излучения от "поверхности / к поверхности 2 в таком случае определяют из выражения

МЕТОДЫ ИЗМЕНЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ЛУЧИСТОГО ТЕПЛООБМЕНА.

что интенсификация лучистого теп­лообмена может быть достигнута путем увеличения температуры излучающего тела Т₁ повышения степени черноты тел, а также увеличением коэффициента ф1,2, применением соответствующего расположения тел.

Для уменьшения лучистого теплообмена между телами уста­навливают экраны. К примеру, в сооружениях защищенного грунта листья растений играют роль экранов, уменьшая тепло­обмен между почвой и внутренней поверхностью ограждения.

Пусть имеются две неограниченные плоскопараллельные по­верхности, температура которых соответственно равна Т₁ и Т₂, причем T₁ <Т₂. Между ними находится экран, температура ко­торого Т₃ неизвестна. Допустим, что тепловым сопротивлением экрана можно пренебречь. Кроме того, примем, что коэффициен­ты излучения тел одинаковы.

2 Конденсация. Коэффициент теплоотдачи при плёночной конденсации.

Конденсацией называют переход вещества из газо­образного состояния в жидкое или твердое*. Конденсация насы­щенного или Перегретого пара происходит при его охлаждении ниже температуры насыщения. Она может протекать в объеме пара или парогазовой смеси либо на поверхности твердого тела или жидкости, с которыми пар (парогазовая смесь) находится в контакте. На поверхности тела или жидкости возможны различ­ные случаи протекания процесса конденсации: пленочная, ка­пельная и смешанная.

Пленочной конденсацией называют конденсацию в жидкое состояние на лиофильной (хорошо смачиваемой жидкостью) по­верхности твердого тела с образованием сплошной пленки кон­денсата. Капельная конденсация — это конденсация в жидкое

состояние на лиофобной (несмачиваемой жидкостью) поверхно­сти твердого тела с образованием отдельных капель конденсата. Под смешанной конденсацией понимают конденсацию в жидкое состояние на поверхности твердого тела, при которой на различ­ных участках поверхности одновременно наблюдается как пле­ночная, так и капельная конденсация. Конденсацию пара непо­средственно на поверхности жидкости (капель, струй и т. д.) называют контактной конденсацией.

Конденсация пара в теплообменных устройствах сельскохо­зяйственного производства обычно имеет место при использова­нии в качестве теплоносителя насыщенного водяного пара: в теп­лообменных обогреваемых аппаратах с рубашкой, в паровых ка­лориферах, в кожухотрубных теплообменниках и т. д. Указанные аппараты работают, как правило, в режиме пленочной конден­сации благодаря хорошей смачиваемости конденсатом поверх­ности охлаждения.

Коэффициент теплоотдачи при пленочной конденсации дви­жущегося пара на горизонтальной одиночной трубе может быть рассчитан по формуле [15]

где — критерий Галилея;

d — наружный диаметр трубы; v_n — средняя скорость пара в суженном сече­нии канала;