ДВУМЯ ЖИДКОСТЯМИ ЧЕРЕЗ РАЗДЕЛЯЮЩУЮ ИХ СТЕНКУ
Часто приходится рассчитывать стационарный процесс переноса теплоты от одного теплоносителя к другому через разделяющую их стенку (рис. 26). Такой процесс называется теплопередачей. Он объединяет все рассмотренные нами ранее элементарные процессы. Вначале теплота передается от горячего теплоносителя tж1 к одной из поверхностей стенки путем конвективного теплообмена, который, как это показано в § 12.1, может сопровождаться излучением. Интенсивность процесса теплоотдачи характеризуется коэффициентом теплоотдачи а1. Затем теплота теплопроводностью переносится от одной поверхности стенки к другой. Термическое сопротивление теплопроводности Rλ рассчитывается по формулам, в зависимости от вида стенки и, наконец, теплота опять путем конвективного теплообмена, характеризуемого коэффициентом теплоотдачи α2 , передается от поверхности стенки к холодной жидкости.
При стационарном режиме тепловой поток Q во всех трех процессах одинаков, а перепад температур между горячей и холодной жидкостями складывается из трех составляющих:
1. Между горячей жидкостью и поверхностью стенки. Обозначим Rа = 1/αF тогда согласно закону Ньютона—Рихмана 
[128]
между поверхностями стенки:
tС1 - tc2 = QRα [129]
1) между второй поверхностью стенки, площадь которой может быть отлична от F1(например, для цилиндрической стенки), и холодной жидкостью:
[130]
Просуммировав, левые и правые части выражений, получим
[131]
откуда 
[132]
Формула [132] пригодна для расчета процесса теплопередачи через любую стенку — плоскую, цилиндрическую, однослойную, многослойную и т. д. Отличия при этом будут только в расчетных формулах для Rλ.
Величина Rа=1/αF - называется термическим сопротивлением теплоотдачи, а суммарное термическое сопротивление RК, — термическим сопротивлением теплопередачи. Используя понятие термического сопротивления, мы опять свели формулу для расчета теплового потока к зависимости, аналогичной закону Ома: тепловой поток равен отношению перепада температур к сумме термических сопротивлений, между которыми этот перепад измеряется. В процессе передачи теплоты через стенку между двумя теплоносителями тепловой поток преодолевает три последовательно «включенных» термических сопротивления: теплоотдачи Rα1, теплопроводности Rλ, и снова теплоотдачи Rα2.После расчета теплового потока Qиз соотношений [128], [130] можно определить температуры на поверхностях стенки:
tc1 = tж1 - QRα1 [133]
tc2 = tж2 + QRα2 [134]
Дата добавления: 2014-12-24; просмотров: 1117;