Сложный теплообмен

В предыдущих разделах рассмотрены основные способы передачи тепла: теплопро­водность, конвекция и излучение.

Совокупность двух и более способов передачи тепла называется сложным теплообменом.

Обычно в теплообменных устройствах передача теплоты от тела с высокой температурой к телу с низкой температурой происходит через разделительную стенку (рис. 6.4).

Пограничные слои

t

x

Рис. 6.4

При этом перенос теплоты от горячего теплоносителя к холодному осуществляется следующими способами:

– от горячей среды к стенке ( ) – конвективным теплообменом (конвекция и

теплопроводность) совместно с излучением;

– через стенку – теплопроводностью ( );

– от стенки к холодной среде ( ) – конвективным теплообменом (конвекция

и теплопроводность) совместно с излучением.

Количественной характеристи­кой процесса теплообмена от газа к стенке (или наоборот) является суммарный коэффициент теплоотдачи:

, (6.36)

где – коэффициент теплоотдачи, учитывающий передачу тепла

теплопроводностью и конвекцией;

– коэффициент, учитывающий передачу тепла излучением.

Расчёт теплообменных аппаратов обычно проводится для стационарного режима работы, когда

.

Используя уравнения (3.1) – (3.6), в этом случае получаем уравнение коэффициента теплопередачи для пло­ской стенки в виде:

, . (6.37)

Таким образом, количество тепла, переданного через плоскую стенку от горячего теплоносителя к холодному, определяется по формуле

, Вт. (6.38)

Вопросы для самоконтроля к разделу 6

1. Природа лучистой энергии.

2. Как различаются лучи между собой?

3. Классификация электромагнитных колебаний.

4. На какие части делится лучистый поток?

5. Что называется коэффициентом поглощения, отражения и проницаемости?

6. Что называется абсолютно белой поверхностью, абсолютно черной, абсолютно

проницаемой, диффузной и зеркальной?

7. Какой спектр излучения у твердых, жидких и газовых тел?

8. Что называется лучеиспускательной способностью тела?

9. Что называется интенсивностью излучения?

10. Основной закон поглощения.

11. Закон Планка и его графическое изображение.

12. Закон Вина.

13. Закон Стефана – Больцмана.

14. Коэффициент излучения абсолютно черного тела.

15. Серые тела. Что называется степенью черноты?

16. Закон Кирхгофа.

17. Анализ уравнения закона Кирхгофа.

18. Закон Ламберта. Для каких тел он справедлив?

19. Лучистый теплообмен между параллельными пластинами.

20. Теплообмен излучением, когда одно тело находится внутри другого.

21. Экраны.

22. Какие газы обладают свойством излучать тепловые лучи?

23. Коэффициент поглощения газовых тел.

24. Как определяют среднюю температуру газа, парциальные давления и

среднюю длину лучей?

25. Расчет газового излучения по Шаку.

26. Определение суммарного теплового потока излучением и ко­эффициент

теплоотдачи при излучении.

27. Что такое сложный теплообмен?

28. Как определяется суммарный коэффициент теплоотдачи?