Конспект Теплопередача
Рассмотрим теплопередачу через однородную и многослойную плоские стенки.
Теплопередача включает в себя
- теплоотдачу от более горячей жидкости к стенке,
- теплопроводность в стенке,
- теплоотдачу от стенки к более холодной подвижной среде.
Заданы толщина δ плоской однородной стенки, коэффициенты теплопроводности стенки λ, температуры окружающей среды tж1 и tж2, а также коэффициенты теплоотдачи α1 и α2;
будем считать, что величины tж1, tж2, α1 и α2 постоянны и не меняются вдоль поверхности.
При заданных условиях необходимо найти тепловой поток от горячей жидкости к холодной и температуры на поверхностях стенки.
Плотность теплового потока от горячей жидкости к стенке
При стационарном тепловом режиме тот же тепловой поток пройдет теплопроводностью через твердую стенку
Тот же тепловой поток передается от второй поверхности стенки к холодной жидкости за счет теплоотдачи
Эти уравнения можно записать в виде системы
Плотность теплового потока, Вт/м2
Обозначим
Величина k имеет ту же размерность, что и α, и называется коэффициентом теплопередачи.
Коэффициент теплопередачи k характеризует интенсивность передачи теплоты от одной жидкости к другой через разделяющую их стенку и численно равен количеству теплоты, которое передается через единицу поверхности стенки в единицу времени при разности температур между жидкостями в один градус.
Величина, обратная коэффициенту теплопередачи, называется полным термическим сопротивлением теплопередаче.
– термическое сопротивление теплоотдачи от горячей жидкости к поверхности стенки; – термическое сопротивление теплопроводности стенки; – термическое сопротивление теплоотдачи от поверхности стенки к холодной жидкости.
В случае многослойной стенки нужно учитывать термическое сопротивление каждого слоя:
или
Плотность теплового потока через многослойную стенку, состоящую из n слоев
Тепловой поток Q, Вт, через поверхность F твердой стенки
Рассмотрим однородную цилиндрическую стенку (трубу) с постоянным коэффициентом теплопроводности λ. Заданы постоянные температуры подвижных сред tж1 и tж2 и постоянные значения коэффициентов теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях труб α1 и α2.
Необходимо найти ql и tc. Будем полагать, что длина трубы велика по сравнению с толщиной стенки. Тогда потерями теплоты с торцов трубы можно пренебречь.
Для стационарного режима теплопередачи можно написать
Представим эти уравнения следующим образом
Отсюда следует
Обозначим
Величина kl называется линейным коэффициентом теплопередачи; измеряется в Вт/(м·К). Он характеризует интенсивность передачи теплоты от одной подвижной среды к другой через разделяющую их стенку.
Значение kl численно равно количеству теплоты, которое проходит через стенку длиной 1 м в единицу времени от одной среды к другой при разности температур между ними 1 град.
Величина Rl=1/kl, обратная линейному коэффициенту теплопередачи, называется линейным термическим сопротивлением теплопередаче:
здесь Rl измеряется в м·К/Вт.
– термические сопротивления теплоотдаче на соответствующих поверхностях;
– термические сопротивления теплопроводности стенки.
Дата добавления: 2016-02-09; просмотров: 1217;