Уравнение теплопередачи

В теплотехнических расчетах часто приходится иметь дело со сложным теплообменом –теплопередачей.

Под теплопередачей понимают процесс переноса теплоты от одного теплоносителя к другому через разделяющую их стенку.

При теплопередаче имеют место все виды теплообмена: конвективный, лучистый и теплопроводность. Тепловой поток направлен от теплоносителя с большей температурой через стенку к теплоносителю с меньшей темпера - турой. Принято индексом „1” обозначать величины, относящиеся к высоко - температурному теплоносителю, а индексом „2” – к низкотемпературному.

В стационарном режиме плотность теплового потока между теплоносителями пропорциональна разности их температур:

,(9.1)

где к – коэффициент пропорциональности;

T_m1, T_m2 – температуры теплоносителей.

Выражение (9.1) вошло в теорию теплообмена под названием

“у р а в н е н и е т е п л о п е р е д а ч и”. Коэффициент пропорциональности к характеризует интенсивность переноса теплоты от одного теплоносителя к другому; его именуют к о э ф ф и ц и е н т о м т е п л о п е р е д а ч и.

За единицу к принятВт/(м² × К).

Численно коэффициент теплопередачи равен количеству теплоты, переданному от одного теплоносителя к другому через единицу разделяющей их поверхности в единицу времени при разности температур теплоносителей в один кельвин.

Величина коэффициента теплопередачи зависит от интенсивности теплоотдачи и лучистого теплообмена между стенкой и теплоносителями, от теплопроводности стенки, ее размеров и формы. Для оценки переноса теплоты между теплоносителем и стенкой вводят суммарный коэффициентом теплоотдачи, который включает конвективную и лучистую составляющие:

и ,

где α₁ и α₂ – суммарные коэффициенты теплоотдачи со стороны первого и второго теплоносителей;

и – коэффициенты теплоотдачи, определяемые по критериаль-ным уравнениям для одного и другого теплоносителя;

и – лучистые составляющие переноса тепла, они вычисляются

по известным лучистым тепловым потокам:

и .