Критерии теплового подобия

Критерий Нуссельта ,

где - коэффициент теплоотдачи, ,

l – линейный размер, м,

- коэффициент теплопроводности, .

Характеризует интенсивность теплообмена на границе раздела фаз. Необходим для расчета коэффициента теплоотдачи.

Критерий Фурье ,

где а - коэффициент температуропроводности, ,

- время, с.

Характеризует связь между скоростью изменения температурного поля размерами и физическими характеристиками среды в нестационарных процессах.

Критерий Пекле ,

где - скорость движения среды, участвующей в теплообмене, м/с,

Характеризует отношение количеств тепла, которое распространяется в потоке жидкости конвекцией и теплопроводностью

Критерий Прандтля

Характеризует теплофизические величины потока жидкости.

Критерий Грасгофа ,

где - температурный коэффициент объемного расширения жидкости или газа, К^-1.

Характеризует гидродинамический поток жидкости в условиях естественной конвекции, которая будет происходить под действием разности плотностей холодного и горячего потока.

Критерий Нуссельта является определяемым, а все остальные критерии определяющие.

.

4. Цель интенсификации тепловых процессов заключается в повышении эффективности работы аппаратов и снижении расхода ими тепловой энергии. Задачи интенсификации предусматривают экономию энергии путем оптимизации технологически процессов, а именно интенсификация теплообмена связана с коэффициентом теплоотдачи и термическим сопротивлением стенки.

Основным способами повышения коэффициента теплоотдачи являются:

1. Правильный выбор теплового аппарата.

2. Обеспечение турбулентного режима движения теплообменных сред в аппарате (применяют турбулизирующие вставки, перемешивающие устройства).

3. Замена свободной конвекции на принудительную.

4. Своевременный и полный отвод конденсата из паровых пространств, а также несконденсированных паров.

5. Оптимизация формы и размеров продукта, подвергаемых тепловой обработке.

6. Снижение термического сопротивления стенок аппарата за счет удаления накипи и пригара продукта.