Энциклопедия по машиностроению XXL. Способы передачи тепла в паровом котле

Глава 5. Процессы теплообмена в котле

5.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ПРОЦЕССА ТЕПЛООБМЕНА

Основные понятия. В процессе теплообмена, происходящем в котле, участвуют две среды: теплопередающая (нагревающая) и тепловоспринимающая (нагреваемая). Теплопередающей средой являются продукты сгорания (дымовые газы). В утилизационном котле используются продукты сгорания, образовавшиеся в ДВС или ГТУ. Тепловоспринимающей средой являются вода, пароводяная смесь, пар и воздух. Теплота от нагревающей среды к нагреваемой передается через стенки поверхностей нагрева. Закономерности процесса передачи теплоты рассматриваются в курсе "Теплопередача", и здесь будут использованы известные определения и расчетные зависимости.

Существуют три основных механизма переноса теплоты: излучением (радиацией), теплопроводностью и конвекцией.

Теплоперенос излучением - это передача энергии от одного тела к другому посредством электромагнитных излучений в определенном диапазоне длин волн. Процесс излучения является результатом внутримолекулярных процессов. В топке котла источниками излучений являются продукты реакции окисления горючих составляющих топлива. Образующиеся при этом электромагнитные излучения поглощаются частицами топлива, сажи и молекулами трехатомных газов, а также промежуточными продуктами реакций. Часть поглощенной энергии идет на повышение температуры частиц и молекул, а другая часть излучается частицей, но уже с другой длиной волны. Это означает, что пока электромагнитное излучение будет поглощено металлом поверхности нагрева котла, оно несколько раз трансформируется в излучения разных длин волн. Таким образом, на поверхность нагрева падает вторичное излучение, несущее меньше энергии. И чем больше размеры топки, тем меньше энергии достигает поверхности нагрева. Отсюда следует, что исключительно важной характеристикой лучистого теплообмена является толщина излучающего слоя.

Теплопроводность - перенос теплоты внутри тела (в том числе в газах и жидкостях) от более нагретой частицы к менее нагретой. В газах это происходит вследствие броуновского движения молекул, в твердых и жидких телах - благодаря" передаче энергии с помощью свободных электронов. Движущей силой теплопроводности является разность температур отдельных слоев тела (температурное поле).

Конвекция - это перенос теплоты движущимся теплоносителем путем перемещения макрообъемов жидкой или газообразной среды к холодной поверхности твердого тела. Так как при этом у поверхности тела существует градиент температур (в пограничном слое), то непосредственная передача теплоты к твердому телу осуществляется теплопроводностью и излучением.

Таким образом, все три механизма теплопереносе действуют одновременно, но часто один из них превалирует (отсюда и название процессов теплопереноса). Аналитическое описание и исследование процессов теплообмена исключительно сложны, поэтому для практических целей обычно используют эмпирические и полуэмпирические зависимости, которые положены в основу тепловых расчетов котлов и теплообменных аппаратов.

Исходные данные для расчета процессов теплообмена. Показатели процессов теплообмена определяют в тепловых расчетах, для выполнения которых в технических заданиях на проектирование, модернизацию или проверку эксплуатационных характеристик котлов специально разрабатывают исходные данные на основе расчетов СЭУ. Обычно исходные данные составляют для номинальной нагрузки котла с учетом назначения судна, типов главного двигателя и котла.

В исходные данные для теплового расчета главных и вспомогательных котлов обычно вводят следующие величины: полная паропроизводительность ДК, кг/с, в том числе количество охлажденного пара DОX, кг/с; параметры перегретого пара за стопорным клапаном пароперегревателя - давление ρПЕР, МПа, и температура tПЕР ОС рабочее давление пара pK, МПа; температура охлажденного пара tOX и питательной воды tпвOС; коэффициент полезного действия ηK %; марка топли-

ва и теплота сгорания QHP , кДж/кг. Кроме того, необходимо выбрать температуру воздуха, требуемого для сжигания топлива. Приведенных данных достаточно для определения необходимого

расхода топлива В. Для главных и вспомогательных котлов используют уравнения (4.11) и (4.12). Исходные данные для теплового расчета утилизационных котлов зависят от типа вспомогательной пароэнергетической установки теплохода. На дизельных судах с утилизационным турбогенератором и в газотурбинных установках с паровым турбогенератором или турбиной, работающей через редуктор на гребной вал, утилизационные котлы должны обеспечивать перегретый пар. В этом случае исходными данными для теплового расчета утилизационного котла будут следующие: полная паропроизводительность DK, кг/с, в том числе количество перегретого пара DПЕР параметры перегретого пара - давление рпер, МПа, и температура tПЕР °С; рабочее давление пара в сепараторе или пароводяном барабане вспомогательного котла ρК МПа; температура питательной воды tПВ и газов перед котлом t1ОС; средний суммарный коэффициент избытка воздуха газов двигателя α; эксплуатационная мощность двигателя Nе, кВт; удельный расход топлива be и его марка

(теплота сгорания QHP , кДж/г),кг/кВт-ч.

Величины Ne и bе необходимы в исходных данных для того, чтобы определить расход топлива В, сжигаемого в двигателе. Это позволит при тепловом расчете утилизационного котла использовать зависимости, аналогичные применяемым для расчета главных и вспомогательных котлов, в топках которых сжигается топливо в количестве В. Наличие величин В и позволяет рассчитывать количество продуктов сгорания, отработавших в двигателе и поступающих в качестве теплоносителя в утилизационный котел.

Для обычных утилизационных котлов, которые обеспечивают потребители только насыщенным паром, в указанных исходных данных исключают величины, связанные с количеством и параметрами перегретого пара, - DПЕР, pПЕР, tПЕР.

5.2. ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН И АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ТОПКЕ

При анализе процесса теплопередачи в топке любого судового котла искомыми величинами являются: количество теплоты, переданной лучевоспринимающей поверхностью нагрева, и температура газов за топкой (при входе в конвективный пучок).

Температура газов на выходе из топки является весьма важной тепловой характеристикой, определяющей надежность котлоагрегата, процесс горения, размеры конвективных поверхностей нагрева и температуру перегретого пара. Чем выше эта температура, тем меньше тепловые потери от неполноты горения топлива, устойчивее топочный процесс и эффективнее конвективный теплообмен. Однако первостепенное требование высокой надежности котла ограничивает допустимое значение этой температуры газов: при мазутном отоплении и нормальной нагрузке она может составлять 1200 - 1400 ОС. Более высокие значения температур газов нежелательны, так как при этом ухудшаются условия работы той части кирпичной кладки, которая не защищена экранными трубами.

Обоснованный выбор теплового напряжения топочного объема позволяет обеспечить требуемое значение температуры газов на выходе из топки и высокое качество процесса сгорания топлива при оптимальном коэффициенте избытка воздуха.

Тепловое напряжение топочного объема (объемная плотность теплового потока), кВт/м3,

QHP - теплота сгорания топлива, кДж/кг; VT - объем топки, м3

Опыт эксплуатации современных транспортных судов показывает, что надежная работа главного котла в течение длительного времени может быть обеспечена, если тепловое напряжение топочного объема при нормальной его нагрузке около 600 - 850 кВт/м3. Необходимо при этом учитывать взаимную связь между тепловым напряжением топочного объема, степенью экранирования топки и температурой газов. Развитое экранирование топки позволяет при прочих равных условиях понизить температуру газов. При повышении величины qV (не в ущерб надежности) можно уменьшить размеры котла.

В современных высокоэкономичных котлах обеспечение оптимальных значений коэффициента избытка воздуха в пределах 1,03 - 1,05 возможно не только благодаря современной конструкции горелок, но и путем увеличения объема топки, а следовательно, снижения напряжения топочного объема до 500 - 600 кВт/м3. Для вспомогательных котлов дизельных судов при использовании жидкого топлива повышенного качества величина qv может быть доведена до 1,2 МВт/м3.

Выбрав требуемое значение qV, можно, используя зависимость (5.1), определить объем VT, а другие габаритные размеры топки, необходимые для расчета, берут из выполненного в масштабе ее эскиза.

Теплота в топке передается лучевоспринимающей поверхности нагрева HЛ, которая образуется первыми рядами труб конвективного пучка и экранов у водотрубного котла или стенками топочных камер, жаровых труб и огневых патрубков и камер у огнетрубного и огнетрубноводотрубного котлов.

Топки судовых водотрубных котлов выполняют с боковыми и торцовыми экранами. Боковые экраны, как правило, сделаны из двух рядов труб. Первый ряд - это сплошная стенка труб, воспринимающих лучистую теплоту из топки, поэтому они являются подъемными, трубы второго ряда - опускные, они не обогреваются и предназначены только для подвода воды к подъемным трубам. Иногда боковой экран делают однорядным, а воду к экранному коллектору подводят по необогреваемым опускным трубам, число и диаметр которых также определяются расчетом циркуляции. Экраны, размещенные на стенках топочных фронтов однопроточных котлов, выполняют обычно однорядными, сплошными.

Экранные поверхности нагрева судовых котлов делают обычно из гладких труб. Экранные трубы с плавниками (экраны мембранного типа) применяют редко, так как изготовить их довольно сложно. Часть поверхности экранных труб иногда покрывают хромитовой обмазкой.

Лучевоспринимающую поверхность нагрева определяют по данным эскизного чертежа топки согласно расчетной формуле, м2

H Л= ∑FСТЭx

где FСТЭ - площадь стенки, занятой экранными трубами (определяют по эскизному чертежу), м2;

х - угловой коэффициент экранных труб Коэффициент х учитывает долю теплоты, воспринятой трубами экрана от всего количества те-

плоты, которое могла бы воспринять сплошная плоская металлическая стенка площадью FСТЭ имеющая такую же температуру, как и наружная поверхность экранных труб. Значение коэффициента х зависит от компоновки экранных труб, определяют его по расчетным графикам. Для экранов современных судовых котлов, выполненных обычно в виде сплошной стенки труб, и для первого конвективного пучка х = 1.

В современной практике расчетов исследованию теплообмена в топке уделяют большое внимание как в нашей стране, так и за рубежом.

На базе исследований, выполненных в стационарной энергетике, создан руководящий материал "Тепловой расчет котельных агрегатов. (Нормативный метод)", в котором расчет теплообмена в топке производится по методу ЦКТИ. Метод основан на применении теории подобия к описанию топочных процессов, что позволяет распространить основные его положения на топки различных типов (в том числе топки судовых котлов, но с некоторыми уточнениями и дополнениями).

Для расчета теплообмена в топке используют два основных уравнения - соответственно теплопередачи (согласно закону Стефана - Больцмана) и теплового баланса:

НЛ - лучевоспринимающая поверхность нагрева, м3; ТСР - средняя по объему темпеpaтуpa факела,

ТСЕ - температура наружного слоя загрязнений на стенках лучевоспринимающей поверх ности,

QВТ - полезное тепловыделение в топке, кДж/кг;

Iэт - рассчитываемая энтальпия газов на выходе из топки, кДж/кг; φ - коэффициент сохранения теплоты.

Средняя по объему температура факела Т лежит между теоретической температурой горения Та (это температура, которую имели бы газы на выходе из топки, если бы все полезное тепловыделение шло только на нагрев газов, т. е. адиабатическая температура) и температурой газов на выходе из топки ТЗТ. Величина ТСР зависит от температурного поля топки и может быть выражена через Та или ТЗТ. Обычно она выражается через ТЗТ введением в решение уравнений (5.2) и (5.3) эмпирической поправки М. Решение этих уравнений представляют в виде безразмерной температуры на выходе из топки

где В - расчетный часовой расход топлива; ξ – условный коэффициент загрязнения, учитывающий тепловую эффективность экранов.

Средняя суммарная теплоемкость продуктов сгорания, кДж/(кг · К), в интервале температур

где QBT, QT – количество теплоты, вносимое в топку воздухом и топливом, кДж. Теоретическую температуру горения tα определяют из диаграммы I - t по величине Iα. Услов-

ный коэффициент загрязнения ξ в формуле (5.5) характеризует воспринятую рабочей средой долю лучистой теплоты, взятую от падающего на экранную поверхность теплового потока. По нормативному методу теплового расчета котлов рекомендуется для мазутных топок стационарных котлов принимать ξ = 0,55. В результате исследований, а также опыта создания и эксплуатации судовых котлов с мазутным отоплением рекомендуются для экранов из гладких труб и стенок топочных камер ξ = 0,7 - 0,75; для ошипованных экранов, покрытых хромитовой обмазкой, ξ = 0,2.

Степень черноты топки при мазутном отоплении

где αφ - эффективная степень черноты факела; Ψср - среднее значение коэффициента тепловой эффективности лучевоспринимающих по-

верхностей нагрева, определяемое

ΨСР =ξΨ

где Ψ - степень экранирования топки ( Ψ = H Л , здесь FCT - суммарная площадь стен, окру-

FCT

жающих топку, м2).

В мазутной топке факел представляет собой тело, степень черноты которого определяют частицы золы, сажистые частицы и трехатомные газы:

где αСВ, αТ - степень черноты, которую имел бы факел, если бы вся топка была занята соответственно светящимся пламенем (горящими, сажистыми частицами) и несветящи мися трехатомными газами

Коэффициент осреднения

m = 0,5 + 0,43 qV •10-3

при 232,5 < qV < 1163 кВт/м3 (или принимают m = 1 при qV > 1163 кВт/м3 ) Степень черноты светящейся и несветящейся частей факела соответственно

αСВ=1−exp[−(kГ+ кС)pS ]

αШ=1−exp[−kCpS ]

где p – давление в топках, МПа

Коэффициент ослабления лучей несветящимися трехатомными газами, 1/(м.·МПа),

где rh3O - объемная доля паров воды

rП = rh3O + rRO2 - суммарная объемная доля трехатомных газов.

Поправочный коэффициент в формуле (5.4), учитывающий характер распределения температур в топке, для судовых котлов может приниматься М = 0,48.

Расчет по формуле (5.4) ведется методом итераций: вначале значением температуры газов на выходе из топки tЗТ задаются, а в конце получают расчетным путем. Если разность принятой и полученной температур tЗТ превышает 500С, то расчет повторяют, подставив полученное значение tК в качестве исходного. Для расчета топки при номинальной нагрузке котла в первом приближении можно выбирать tx = 1150 - 1300 °С.

Если топку рассчитывают при измененной нагрузке котла, отличной от полной, предварительно t’ЗТ можно определить в соответствии с известной величиной tЗТ для нормальной его нагрузки, воспользовавшись приближенной зависимостью, полученной путем сравнительных расчетов судовых агрегатов

где tЗТ, DК, B - соответственно температура газов на выходе из топки, паропроизводительность и расчетный расход топлива при нормальной нагрузке;

t’ЗТ, D’К, B’ - те же величины при измененной нагрузке;

x - поправочный множитель (можно принимать 0,93 - 0,98).

studfiles.net

Способы передачи тепла

Во-первых, передача тепла может происходить только от более нагретого тела менее нагретому. Ни какой холод ни куда передаваться не может - передается только тепло. Это второй закон термодинамики, который не нуждается в пояснениях и доказательствах.

Во-вторых, передача тепла между предметами может происходит 3 способами:

в среде газа или жидкости (например, воздуха) посредством конвекции (движения) нагретого газа или жидкости от одного тела к другому. Этот способ возможен только в при наличии среды с промежуточным теплоносителем;

при непосредственном соприкосновении тел, т.е. теплопроводности;

с помощью инфракрасного (теплового) излучения. Может, осуществляется в любой среде. Этот способ передачи тепла нам наиболее интересен, т.к. именно с помощью него осуществляется передача энергии (тепла) в инфракрасных саунах;

В-третьих, инфракрасное излучение, так же как и любое другое электромагнитное излучение, ослабевает при распространении в поглощающей среде и описывается законом Бугера - Ламберта - Бера. В Интернете широко распространено ошибочное мнение, что инфракрасное излучение не поглощается воздухом, однако это не так.

В частности для инфракрасного излучения, азот и кислород, которые входят в состав воздуха не поглощают его, а только ослабляют в результате рассеяния. Однако пары воды, углекислый газ, озон и другие газы, которые входят в состав воздуха, селективно (выборочно) поглощают его. Особенно сильно поглощают ИК излучение пары воды (влажность) и углекислый газ. Кроме того, пыль, содержащаяся в воздухе, рассеивает инфракрасное излучение. Принято считать, что интенсивность ИК излучения убывает обратно пропорционально квадрату расстояния до источника тепла.

В-четвертых, интенсивность инфракрасного излучения зависит от температуры тела - чем выше температура тела, тем мощнее излучение. С этим фактом мы постоянно сталкиваемся в повседневной жизни, и объяснять его не нужно. Но стоит отметить, что с ростом температуры верхняя граница спектра излучения сдвигается в область видимого света. Не длина волны сдвигается (как полагают некоторые люди), а спектр излучения расширяется, путем сдвига верхней границы спектра в область видимого света! При этом в спектре присутствуют все частоты излучения без каких-либо исключений и пробелов, т.к. спектр излучения твердых тел непрерывен.

Это означает, что в спектре излучения более нагретого тела присутствуют все частоты излучения менее нагретого тела. Так, например, для тела с температурой 36°С пик излучения приходится на частоту 9.6 мкм, а для тела с температурой 200°С пик излучения приходится на 2.5 мкм, но при этом частота 9.6 мкм так, же присутствует в спектре излучения, с той лишь разницей, что мощность излучения в несколько раз выше.

biofile.ru

Способы передачи тепла - Справочник химика 21

    Нагревание острым паром. Наиболее простым способом передачи тепла является нагревание острым паром, т. е. паром, который [c.340]

    На установках АВТ продукты, выходящие из ректификационных колонн, имеют довольно высокие температуры, например на АТ —от 100 до 300 °С, а на ВТ —от 300 до 400 °С. Использование тепла этих горячих продуктов целесообразно с точки зрения эко номии топлива на нагрев сырья н экономии воды на охлаждение этих продуктов до температур, безопасных при их транопортиро-вании и хранении. Целесообразность регенерации тепла потока зависит от конкретных условий. Теплообменные аппараты классифицируют в зависимости от назначения (теплообменники, конденсаторы, холодильники, кипятильники, испарители), способа передачи тепла (поверхностные и смешения), а также от конструктивного оформления (кожухотрубные жесткой конструкции с плавающей головкой, с и-образными трубками погружные змеевиковые, секционные оросительные типа труба в трубе конденсаторы смешения с перфорированными полками, с насадкой воздушного охлаждения горизонтального, шатрового, зигзагообразного, замкнутого типа рибойлеры с паровым пространством с плавающей головкой, с и-образными трубками). Погружные и оросительные теплообменные аппараты применяют в качестве конденсаторов и холодильников. Кожухотрубные аппараты можно использовать как конденсаторы, холодильники, теплообменники по конструкции они мало различаются. Такие теплообменные аппараты обеспечивают более интенсивный теплообмен при меньшем расходе металла на единицу теплопередающей поверхности, чем аппараты погружного типа, что обусловило широкое их использование. В последнее время в качестве конденсаторов и холодильников широко используют аппараты воздушного охлаждения. [c.70]

    Теплопередача. Тепловой баланс, выраженный уравнением (15.1), не содержит членов, определяющих размеры градирни. Если рассматривать градирню как совокупность насадок, в которых тепло передается через поверхность водяной пленки, а площадь последней зависит от расходов воды и воздуха и от геометрии насадки, то следует учитывать два способа передачи тепла воздуху обычную теплоотдачу при конвекции и теплоотдачу при испарении. Оказалось, что интенсивность отдачи тепла испарением с поверхности водяной пленки аналогична коэфтеплоотдачи конвекцией, так как обе эти величины зависят от ско])ости, с которой происходит перемешивание топкого слоя газа, непосредственно примыкающего к поверхности теплообмена, с основным потоком воздуха, проходящим над этой поверхностью. Экспериментальные данные показывают, что коэффициент теплоотдачи испарением приблизительно равен коэффициенту теплоотдачи конвекцией Н, делеппому на теплоемкость воздуха [3], т. е. что коэффициент теплоотдачи при испарении может быть приблизительно выражен зависимостью К = Ь1ср. [c.297]

    Теплопередача через какую-либо стенку от более нагретого теплоносителя к другому, более холодному теплоносителю, является относительно сложным явлением. Если взять, например, трубный пучок испарителя, который обогревается дымовыми газами, то налицо имеется три элементарных способа передачи тепла, которые рассматриваются в качестве основных. Тепло дымовых газов передается к трубкам пучка посредством теплопроводности, конвекции и излучения. Через стенки трубок тепло передается только посредством теплопроводности, а от внутренней поверхности трубки- к [c.19]

    СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛА И ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ [c.149]

    Существуют печи, отличающиеся по способу передачи тепла (радиантные, конвекционные, радиантно-конвекционные), по количеству топочных камер (однокамерные и многокамерные), по способу сжигания топлива (печи с пламенным и беспламенным горением), по типу облучения труб (с односторонним и двусторонним облучением), по числу потоков нагреваемого сырья (одно-, двух-, многопоточные), по форме камеры сгорания (цилиндрические, коробчатые и т. д.), по расположению труб змеевика (печи с горизонтальным и вертикальным расположением труб). Схемы основных типов трубчатых печей приводятся на рис. 24. [c.140]

    V. ТЕПЛОНОСИТЕЛИ И СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛА В АППАРАТАХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ [c.249]

    В зависимости от способа передачи тепла различают две основные группы теплообменников  [c.22]

    Реакторы можно классифицировать также в зависимости от других параметров, например, природы и числа реагентов, метода из контактирования, характера процесса (адиабатический или изотермический), способа передачи тепла и т. д. [c.30]

    По способу передачи тепла от одной среды к другой теплообменные аппараты делят на поверхностные и смешения. В поверхностных теплообменных аппаратах среды, участвующие в теплообмене, разделены стенкой из теплопроводного материала, в теплообменных аппаратах смешения среды перемешиваются. [c.159]

    Необходимо отметить, что каждый из перечисленных способов передачи тепла отдельно почти не встречается в практической работе, а в большинстве случаев один вид теплообмена сочетается с другим. Так, например, в трубчатой печи тепло дымовых газов передается экранам труб и стенкам топочной камеры одновременно путем излучения и конвекции. В кладке печи и стенках труб змеевика тепло передается путем теплопроводности, а от стенок печи в топку путем излучения и конвекции одновременно. Таким образом, теплопередача представляет собой довольно сложный процесс. [c.49]

    Раствор сгущается плавно — от первоначальной до нужной вязкости. В этих аппаратах условия для теплообмена лучше, чем в циркуляционных, так как физико-химические параметры (вязкость, теплопроводность, поверхностное натяжение), па которые оказывает влияние способ передачи тепла на участках, где происходит нагрев, изменяются более равномерно. [c.119]

    Общепринятым и наиболее характерным признаком для классификации теплообменных аппаратов является их назначение нагрев, охлаждение, конденсация, испарение жидкостей, газов или нх смесей. При более подробной классификации учитываются также способ передачи тепла от одной среды к другой, конструктивные особенности аппаратов и пр. В зависимости от способа передачи теплоты теплообменники делятся на аппараты смешения, в которых процесс обмена происходит при непосредственном контакте сред, и на поверхностные аппараты, в которых передача осуществляется с использованием тепловоспринимающих и теплоотдающих поверхностей. [c.342]

    Реакторы с нагреванием п охлаждением через внутренний змеевик илп пучок труб в реакционном пространстве. Реакторы с внутренним змеевиком (рис. 1Х-15, а, б), введенным в реакционную массу, имеют несложную конструкцию. Этот способ передачи тепла [c.363]

    По способу передачи тепла различают следующие типы теплообменных аппаратов  [c.423]

    Существуют различные конструкции трубчатых печей, отличающихся способом передачи тепла, количеством и формой топочных камер, числом секций (камер) в зоне радиации, относительным расположением осей факела и труб, способом сжигания топлива, типом облучения труб, числом потоков нагреваемого продукта, расположением конвекционной камеры относительно радиантной, длиной радиантных и конвекционных труб. [c.504]

    Применительно к нефтегазоперерабатывающей промышленности теплообменные аппараты классифицируются по способу передачи тепла и назначению. [c.566]

    По способу передачи тепла теплообменные аппараты делят на поверхностные и смесительные. В поверхностных аппаратах рабочие среды обмениваются теплом через стенки из теплопроводного материала, а в смесительных аппаратах тепло передается при непосредственном перемешивании рабочих сред. [c.136]

    В зависимости от способа передачи тепла аппараты делятся на следующие фуппы. [c.566]

    I. В зависимости от способа передачи тепла. [c.528]

    По способу передачи тепла нагреваемому сырью печи делят на конвекционные, радиантно-конвекционные и радиантные. [c.346]

    В зависимости от способа передачи тепла аппараты можно разделить на следующие группы. [c.528]

    Способ передачи тепла от системы [c.290]

    В зависимости от способа передачи тепла нефтепродукту печи можно разделить на три осиовньев группы конвекционные, радиант-но-конвекционные и радиантные. [c.88]

    Все теплообменные аппараты по способу передачи тепла могут быть разделены на две большие группы поверхностные аппараты и аппараты смешения. В повфхностных тепло-обменных аппаратах передача тепла от одного теплоносителя к другому осуществляется с участием твердой сте.нки. Процесс теплопередачи в смесительных теплообменных аппаратах осуществляется путем непосредственного контакта и смешения жидких и газообразных теплоносителей. [c.7]

    Конструкции закалочно-испарительных аппаратов по способу передачи тепла от пирогаза к испаряющейся воде подразделяются па теплообмепные трубчатые аппараты и агрегаты, в которых передача тепла осуществляется через промежуточный теплоноситель. [c.90]

    В нромышлеииых аппаратах различные способы передачи тепла сопутствуют друг другу. Так, нагрев нефтепродукта в трубчатой печи связа с излучением тепла от нагретых продуктов сгорания к сте[ппередачей тепла теплопроводностью через стенку трубы и выиужде(пюй конвекцией внутри трубы. [c.150]

    В силу большого разнообразия трубчатых печей нх трудно классифицировать общепринятой системы классификацин пока еще нет. Однако имеется возможность классификации трубчатых печей по некоторым признакам например, печи нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности М0Ж Н0 подразделить по виду производства, технологическому назначению, способу сжигания топлива, способу передачи тепла, особенностям конструкции. Ниже приведена классификация печей по виду производства стабилизация нефти  [c.345]

    Независимо от способа передачи тепла между потоками теплообменивающихся сред в корпусе аппарата устанавливается более высокая температура чем окружающей среды 4- Поэтому, согласно законам теплопередачи, будет иметь место поток тепла через стенку корпуса аппарата в окружающую среду. Этот поток тепла теряется безвозвратно и составляет тепловые потери Qnoт  [c.170]

    В трубчатых печах нефть и мазут проходят по трубам, расположенным внутри печи и нагреваются за счет теплоты сгорания жидкого или газообразного топлива. Печь состоит из двух камер радиационной, где размещаются горелки и радиантные трубы, воспринимающие теплоту излyчeни . и конвекционной, в которой расположены трубы, обогреваемые дымовыми газами, выходящими из камеры радиации. Конструкции трубчатых печей весьма разнообразны. Они различаются способом передачи тепла (радиантные, конвекционные, радиантно-конвекционные), способом сжигания топлива (с пламенным и беспламенным горением), расположением труб змеевика. Экономически наиболее эффективным являются печи беспламенного типа с излучающими стенками. Производительность трубчатых печей установок АВТ составляет от 100 до 1000 т/ч при коэффициенте полезного действия (коэффициенте использования теплоты) до 80%. [c.128]

chem21.info

Глава 1 Способы передачи тепла

СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА

Лекционный курс

Рязань

УДК 697

ББК 38.113

Т42

Тинина Е. В.

Т42Строительная теплофизика: лекционный курс / Е. В. Тинина. – Рязань:

Рязанский институт (филиал) Университета машиностроения, 2016. - 53 с.

Приведены основные теоретические сведения и понятия строительной теплофизики, примеры решения задач.

Лекционный курс предназначен для студентов заочной формы обучения, направления 08.03.01 «Строительство» профиль «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Печатается по решению методического совета Рязанского института

(филиала) Университета машиностроения.

УДК 697

ББК 38.113

ã Тинина Е.В., 2016

ã Рязанский институт (филиал)

Университета машиностроения, 2016

Оглавление

Введение

Тепловые процессы играют важную роль в теплоэнергетике и в самых разнообразных технологических процессах, а также в строительной индустрии. Это и эксплуатация гидротехнических сооружений, сушка изделий, производство строительных изделий и многое другое.

При строительстве зданий основной энергетической задачей является обеспечение оптимального теплового режима помещений. Он обеспечивается различными инженерными средствами и устройствами: ограждающими конструкциями, солнцезащитными устройствами, системами отопления. Влияют на тепловой режим в помещении разности наружной и внутренней температур, солнечная радиация, перепады давлений из-за ветровой нагрузки на здание, атмосферные осадки, влагообмен через ограждающие ограждения, старение материалов.

Формирование теплового режима помещения и его микроклимата происходит под действием конвективного и лучистого теплообмена, процессов массопероноса температуры воздуха, теплопроводности ограждающих конструкций. Поэтому для формирования микроклимата в помещении необходимо представлять все процессы, формирующие тепловую обстановку, способы передачи тепла и законы теплообмена. Дисциплина, в которой изучаются явления передачи тепла и рассматриваются вопросы обеспечения оптимального теплового режима помещения, является строительная теплофизика. Рассмотренные вопросы в данном учебном пособии, соответствующего программе дисциплины «Строительная теплофизика», позволяют изучить основные законы теплообмена в помещении и ознакомиться с некоторыми инженерными методами расчета его теплового режима.

Глава 1 Способы передачи тепла

Понятие теплообмена

Все тела в природе энергетически взаимодействуют между собой. Взаимодействие характеризуется передачей определенной энергии, которая является общей мерой различных форм движения материи. Энергия передается в форме работы или теплоты. Перенос теплоты от одного тела к другому или от одной части физической системы к другой называется теплообменом.

Так как теплота, согласно кинетической теории строения вещества, есть форма проявления движения частиц, то теплообмен состоит из взаимодействия частиц одной части системы (термодинамической системы) с другой, т.е. совершается обмен энергией между атомами и молекулами в системе.

Системы подразделяются на открытые, закрытые, изолированные. Если значения параметров, характеризующих систему, не изменяются во времени, то такое состояние системы называется стационарным, т.е. система находится в термодинамическом равновесии, когда все внутренние параметры системы не зависят от координат и времени.

Термодинамическое равновесие характеризуется постоянством температуры. Выравнивание температуры в системе сопровождается теплообменом. Например, тепловая обстановка в помещении определяется совместными действиями ряда факторов: температурой, подвижностью и влажностью воздуха в помещении, его течением и распределением в помещении, излучением от поверхностей, находящихся в помещении, внешней средой. При этом могут протекать следующие виды теплообмена: конвективный теплообмен с участием воздуха помещения, лучистый – между ограждающими поверхностями помещения, теплопроводность – через толщину ограждающих конструкций помещения. Для описания формирования температурного режима помещения рассмотрим данные виды теплообмена.

Закон Фурье

Под теплопроводностью понимается процесс переноса тепла между участками тела, имеющие разные температуры. Перенос осуществляется в сторону убывания температуры t, т.е. имеет место направленный характер. Количество тепла, проходящего через какую-либо изотермическую поверхность в единицу времени, называется плотностью теплового потока q. Экспериментально получено, что количество переданной теплоты пропорционально падению температуры, времени и площади сечения, перпендикулярного направлению распространения теплоты. Для плотности теплового потока данная зависимость имеет вид

q=λgradt. (1.1)

Данная формула является математическим выражением закона Фурье. Коэффициент пропорциональности λ называется коэффициентом теплопроводности. Его значение зависит от физических свойств вещества и характеризует количество теплоты, которое проходит в единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном коэффициенте, равном единице. Коэффициент теплопроводности материалов зависит от пористости (плотности), структуры, влажности, вида взаимосвязи влаги с материалом, температуры, химико-минералогического состава материала. В таблице 1.1 для сравнения приведены коэффициенты теплопроводности различных материалов.

Таблица 1.1 – Коэффициенты теплопроводности различных материалов

Коэффициент теплопроводности – одна из основных характеристик строительных материалов. Чем меньше пористость материала, образуемая относительно мелкими порами, т.е. чем больше плотность материала, тем больше его коэффициент теплопроводности (таблица 1.2).

Таблица 1.2 – Теплопроводность кирпича различной плотности

Вода обладает высоким коэффициентом теплопроводности λ=0,5 Вт/(м·оС), поэтому увлажнение материалов и, тем более, образование в них льда (λ =2 Вт/(м·оС)) увеличивает теплопроводность.

Коэффициент теплопроводности зависит от природы материала. В металлах значительная часть тепла переносится потоком электронов. Чем выше электропроводность металла, тем больше его теплопроводность (медь, алюминий). Теплопроводность камневидных материалов вызвана волнами тепловых упругих колебаний структуры. Чем тяжелее атомы или атомные группы, образующие кристаллы в структуре материала, и, чем слабее они между собой связаны, тем меньше теплопроводность материала.

В приложении А даны значения коэффициента λ для основных материалов, используемых в строительстве. Как видно из таблицы значения λ для многих материалов находится в пределах от 0,02 до 3,0 Вт/(м·оС). Для большинства материалов зависимость значения λ от температуры почти линейная (рисунок 1.1). С повышением плотности материалов значение коэффициента λ возрастает. На величину λ оказывает влияние влажность материала: для сухого кирпича λ=0,3 Вт/(м·оС), а для влажного – 0,9 Вт/(м·оС).

У металлов коэффициент теплопроводности много выше и лежит в пределах от 20 до 400 Вт/(м·оС). Самыми теплопроводными металлами являются серебро (λ порядка 410 Вт/(м·оС), чистая медь (λ порядка 395), золото (λ порядка 300). С повышением температуры, а также концентрации примесей в металлах, значение λ убывает.

Рисунок 1.1 – Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры для некоторых материалов

Газы имеют наименьшие значения коэффициента теплопроводности, которые находятся в пределах от 0,005 до 0,5 Вт/(м·оС). Благодаря воздуху, который заполняет пустоты (поры) в строительных материалах, они приобретают свойства плохого проводника тепла с коэффициентом теплопроводности не на много большим, чем для воздуха. С увеличением пор в структуре материала его теплоизоляционные свойства начинают ухудшаться, так как существенную роль в передаче тепла через материал начинают играть конвекционные процессы, возникающие в воздушных включениях. Теплоизоляционные свойства строительных материалов также ухудшаются в случае его отсыревания. В этом случае поры заполняются водой, у которой коэффициент теплопроводности выше воздуха.

Граничные условия

При решении уравнения (1.1) для определения постоянных интегрирования задаются граничными условиями. Различают следующие граничные условия.

1. Условие первого рода: задается температура поверхности тела.

2. Условие второго рода: задается плотность теплового потока на поверхность тела.

3. Условие третьего рода: задается температура среды, граничащей с поверхностью.

Теплопередача

Рассмотрим задачу, когда заданы граничные условия третьего рода, т. е. заданы температуры воздуха наружной tн и внутренней tв сторон ограждения (рисунок 1.4). Необходимо найти температуры и . В данном случае передача тепла осуществляется внутрь через ограждение от внешней среды. Такой перенос тепла получил название теплопередачей. Обозначим коэффициент теплопередачи через , который показывает количество теплоты, проходящей через ограждение, отнесенной к единице поверхности ограждения, единице времени и единице температурного напора.

Используя закон Фурье, плотность теплового потока, поступающего снаружи на ограждение, по аналогии с выражением для потока тепла через ограждение, можно определить выражением

.

Рисунок 1.4 – К определению коэффициента теплопередачи

Перепишем данное выражение в виде

.

Используя введенное ранее при рассмотрении теплопередачи через ограждение понятие теплового сопротивления, можно считать выражение тепловом сопротивлением между воздухом и поверхностью ограждения

Введя термические сопротивления и по обеим сторонам ограждения, можно записать уравнение для плотности теплового потока под действием температурного напора

где и – суммарные коэффициенты теплопередачи в области контактов воздуха с ограждением с внешней и внутренней его сторон, соответственно.

Изменение температуры в приграничных слоях воздуха около ограждения на рисунке 1.4 показано условно. Процессы теплообмена в них будут подробно изложены при рассмотрении конвективного теплообмена.

Для определения неизвестных температур и можно воспользоваться электротепловой аналогией, которая устанавливает соответствие между характеристиками, определяющими процессы передачи тепла теплопроводностью и электричества в проводящей среде (приложение В). Данные процессы подчиняются законам Фурье и Ома

Здесь используются обозначения: и – тепловое и электрическое сопротивления; и перепады температуры и электрического напряжения, соответственно.

Из-за полной аналогии математической записи этих законов можно принять, как и при прохождении электрического тока по сопротивлениям, соединенных последовательно, что перепад температуры, приходящей на любой слой в ограждении, будет составлять определенную долю от полного перепада температуры на ограждение. Этому условно будет удовлетворять отношение теплового сопротивления выделенного слоя к полному сопротивлению многослойного ограждения.

Например, для случая, изображенного на рисунке 1.4, имеем

Из полученных выражений определяются неизвестные значения и

Выражение

которое представляет величину, обратную тепловому сопротивлению, получило название тепловой проводимости цепи среда-ограждение-среда или коэффициента теплопередачи.

Теплообмен излучением

Основные понятия

Тепловым излучением обладает любое макрофизическое тело и количественно определяется только его температурой. Тепловое излучение приходится на длины волн от 0,4 до 800 мк. Носителем теплового излучения являются фотоны. Энергия фотонов Е=hν, где h=6,62·10-34 Дж·с – постоянная Планка; ν – частота излучения.

Твердые и жидкие тела имеют сплошной спектр излучения. Излучение газов дискретное: излучение и поглощение энергии происходит в определенном интервале температур. При попадании на любое тело излучения наблюдаются следующие процессы: часть лучистой энергии QR отражается, другая поглощается QA, а определенная доля энергии QD проходит сквозь тело. Из закона сохранения энергии следует

Q=QR+QA+QD.

Запишем данное выражение в относительных единицах

(1.6)

Величины R, A и D характеризуют собой отражательную, поглощательную и пропускательную способность тела соответственно. Например, если A=1, то R=0 и D=0. Это означает, что вся падающая лучистая энергия полностью поглощается телом, т. е. тело считается абсолютно черным. Если D=1, то тело является абсолютно прозрачным. При A<1 тело относится к серым телам, а при R=1 – тело относится к абсолютно белым. Но в природе не существует абсолютно черных или белых прозрачных тел. На значение коэффициентов A, D, R влияют природа вещества тела, его температура и спектр падающего излучения. Рассмотрим основные законы теплового излучения.

Закон Планка устанавливает связь распределения плотности потока излучения E0λ от длины волны при различных температурах Т, т.е. E0λ=f(λ,T) для абсолютного черного тела (рисунок 1.9). Как следует из графика, при длине волны, стремящейся к нулю, плотность потока излучения стремится также к нулю. С увеличением длины λ растет значение E0λ,, достигает своего максимума, затем убывает и при

λmахT=2,9·10-3. (1.7)

Как следует из рисунка 1.9, энергия, приходящая на область видимого излучения (для длин волн от 0,4 до 0,8 мкм), много меньше по сравнению с энергией инфракрасного излучения (длины волн от 0,8 до 800 мкм).

Количество энергии (интегральная излучательность), которая излучается нагретым абсолютно черным телом, пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры – закон Стефана-Больцмана

E0=σ T4, (1.8)

где σ=5,67·10-8 Вт/(м2·К4) – постоянная Стефана-Больцмана.

Для практических расчетов уравнение (1.8) применяют в виде

E0=со( T/100)4,

где со=σ108 =5,67 Вт/(м2·К4) – коэффициент излучения абсолютного черного тела.

Для серых тел энергия излучения подчиняется соотношению

E=с( T/100)4= соε( T/100)4,

где ε= – степень черноты тела (относительный коэффициент излучения поверхности; принимает значения от 0 до 1).

Связь между собственным излучением тела и его поглощательной способностью устанавливает закон Кирхгофа. Он гласит, что отношение собственного излучения к поглощательной способности для всех тел одинаково и равно собственному излучению абсолютного черного тела при той же температуре

f (T).

Из закона Кирхгофа следует, что собственное излучение тела тем больше, чем больше его поглощательная способность.

Конвективный теплообмен

Основные газовые законы

Основной средой, формирующей температурный режим помещения, является воздух. Воздух это газ, который состоит из азота (78,08 %), кислорода (20,95 %), инертных газов (0,94 %), углекислого газа (0,03 %). Рассмотрим основные законы, которым подчиняются газы.

Воздух считается идеальным газом, поэтому подчиняется молекулярно-кинетической теории: молекулы представляют собой упругие шары, размеры которых определяются родом газа, молекулы имеют конечный объем, их соударения и удары о препятствия происходят согласно законам упругих шаров. Внешние воздействия на молекулы отсутствует. При соударениях происходит обмен импульсами и энергиями (классическая механика).

Так как молекулы представляют собой упругие шары, то можно считать, что они обладают большим модулем упругости. Поэтому продолжительность удара мала по сравнению со временем свободного пробега и обмен энергией происходит за очень небольшие отрезки времени. Отсюда можно считать, что обмен энергией происходит мгновенно, а молекулы могут иметь энергию от очень малых до весьма больших значений. Направление скоростей при этом хаотическое. Причем большую часть времени частицы движутся в газе равномерно и прямолинейно по всему объему. Если они на своем пути сталкиваются со стенками, то по законам упругого удара будут передавать ей определенную энергию (импульс силы).

При своих столкновениях между собой молекулы непрерывно обмениваются энергией, изменяют свои скорости и координаты. При неизменных внешних параметрах в объеме устанавливается равновесное состояние. Благодаря непрерывному хаотическому движению и столкновению любые отклонения от равновесного состояния будут восстанавливаться, и газ снова за определенное время приходит к равновесию. Соответствующие значения времени называются временем релаксации.

В состоянии равновесия (при отсутствии внешних сил) плотность газа в заданном объеме постоянна и одинакова по всему объему, а число частиц в данном объеме V равно

N=Vno,

где nо – концентрация частиц.

Постоянное взаимодействие частиц через столкновения приводит не только к равномерному распределению плотности, но и к равномерному распределению их движения во всех направлениях в пространстве. При таких равновероятных направлениях движения давление в газе изотропно. Поэтому направленного потока газа при равновесии не наблюдается.

В равновесном состоянии и при постоянной температуре газа его давление и объем связаны следующим образом (закон Бойля-Мариотта)

p1V1= p2V2.

Модель для идеального газа позволяет объяснить многие свойства реальных газов. Эта модель применима, если поведение частиц реального газа удовлетворяет закону Бойля-Мариотта. Например, при нормальных условиях воздух можно рассматривать как идеальный газ.

Равновесному состоянию, которое устанавливается в газе, соответствует определенное распределение молекул в пространстве, по направлениям движения и по скоростям. Распределение молекул по скоростям, которое в газе устанавливается произвольно, в состоянии равновесия при постоянных параметрах (давлении, объеме, температуре) в дальнейшем не изменяется в результате молекулярного движения и соударений. Так как столкновения случайны, то и появление любой скорости имеет случайный характер. Вероятность появления частиц с определенными значениями скорости будет зависеть от величины самой скорости.

Общее число молекул dNυ, имеющих скорости от υ до υ+dυ, прямо пропорционально общему числу молекул N и интервалу скорости dυ

,

где F(υ) – функция распределения частиц по скоростям – распределение Максвелла

Дифференцируя данное выражение по скорости, получаем, что функция F(υ) имеет максимум при скорости

.

В уравнениях: k – постоянная Больцмана, Т – термодинамическая температура, m – масса молекул.

Данное значение получило название наиболее вероятной скорости: этой скоростью обладает наибольшее число молекул газа.

Другой характеристикой движения является среднеквадратичная скорость

Эта скорость определяет среднюю энергию частиц

Кроме названных скоростей представляет интерес средняя арифметическая скорость молекул. Все молекулы участвуют в движении и имеют какое-то абсолютное значение скорости. Поэтому существует определенный средний модуль скорости этого хаотического движения

Положения рассмотренных скоростей показаны на графике максвелловского распределения молекул газа по скоростям (рисунок 1.11). С увеличением температуры число молекул с большими скоростями увеличивается, а число медленных уменьшается. Поэтому значения всех этих скоростей будут возрастать.

Рисунок 1.11 – Максвелловское распределение молекул по скоростям

Была проведена проверка распределения молекул по скоростям в реальных газах. Эксперименты подтвердили, что число молекул, имеющих скорости от υ до υ+dυ, хорошо укладываются в это распределение. Практическое подтверждение использования максвелловского распределения по скоростям для реальных газов имело значение для вычисления различных характеристик газа: числа молекул, ударяющихся о стенку; средней энергии молекул; длины свободного пробега; распределения плотности частиц в силовом поле.

Неравновесные состояния

В природе большинство процессов является неравновесными. В этом случае соотношение между термодинамическими параметрами р, V, T зависит от координат в системе и от времени.

Находясь в неравновесном состоянии, система стремиться к равновесному состоянию. И как только условия позволяют, система самопроизвольно возвращается в равновесное состояние, которое называется наиболее вероятным.

В неравновесной системе имеют место градиенты различных физических величин. Если к системе не подводится энергия извне, то градиенты будут уменьшаться во времени в результате столкновений молекул и обмену между ними энергии. Если градиенты существуют постоянно (например, при разности температур в разных областях системы), то в системе возникает постоянный перенос энергии или импульса. Перенос осуществляется в направлении противоположном градиенту соответствующей термодинамической величины.

Например, имеем систему с термодинамической физической величиной Y. В системе существует неравновесное состояние по данной величине, т.е. градиент величины dY/dz. Это приводит к возникновению ее потока, переносимой молекулами. Скорость изменения dY/dt будет пропорциональна разности между значениями этого параметра в определенный момент времени Y и его равновесным значением Y0

где τ – постоянная времени процесса.

Данное явление получило название переноса. С помощью явления переноса объясняются внутреннее трение, диффузия газов, теплопроводность.

Вязкость

Перенос физической величины в газе может осуществляться за счет внутреннего трения. Имеем два электрода Э1 и Э2, расположенные напротив друг друга (рисунок 1.12). Электрод Э1 неподвижен, а электрод Э2 движется по оси у cо скоростью υ2. Движущийся электрод увлекает за собой слой газа, который контактирует с его поверхностью. Молекулы этого слоя приобретают скорость υ2 в направлении оси у. В связи с наличием внутреннего трения скорости молекул в слоях, расположенных на удалении от электрода Э2, будут становится меньше, уменьшаясь до нуля на неподвижном электроде Э1. На рисунке 1.12 это показано разновеликими стрелками. В результате возникает градиент скорости dυ/dx по оси х.

Благодаря данному градиенту молекулы будут переходить из слоя с большей скоростью в более медленные слои и наоборот. При этом молекулы из одного слоя переносят в другой слой определенное количество энергии и передают ее молекулам данного слоя при столкновениях. Можно говорить о дрейфе определенного импульса от электрода Э2 к электроду Э1. Это эквивалентно появлению силы, действующей между слоями в направлении электрода Э1.. Результатом ее действия будет ускорение или замедление соответствующего слоя. В этом заключается действие силы FB внутреннего трения на слой или вязкости. Она пропорциональна градиенту dv/dt, площади S электродов. По закону Ньютона

где η – коэффициент внутреннего трения (вязкости). Он равен

где средняя длина свободного пробега молекул;

средняя скорость молекул;

ρ – плотность молекул.

Рисунок 1.12 – Перенос импульса в газе

В области высоких давлений коэффициент вязкости не зависит от давлений, т.к. с увеличением давления плотность молекул увеличивается, а длина пути молекул уменьшается в одинаковое число раз. Поэтому произведение ρ остается величиной постоянной. Следовательно, тормозящая сила, с которой газ действует на движущийся электрод, будет одной и той же при давлении 100 или 1000 мм рт. ст. Интервал изменения плотности газа, когда это положение выполняется, ограничивается следующими условиями: длина свободного пробега молекул больше диаметра молекул d ( >d), а также, что концентрация n молекул велика. При этом длина пробега молекул меньше расстояния между электродами.

В области низких давлений коэффициент вязкости теряет свой физический смысл: молекулы перестают сталкиваться, и между ними не происходит обмена энергией. Зависимость вязкости от температуры определяется по зависимости скорости от температуры: вязкость пропорциональна корню квадратному из абсолютной температуры. Подтверждение этих положений стало успехом кинетической теории газов.

Конвективный теплообмен

Процесс передачи тепла от поверхности твердого тела в газ называется конвективным теплообменом. Передача осуществляется при одновременном действии теплопроводности и конвекции. В некотором слое у поверхности нагретого тела теплота передается за счет теплопроводности. За пределами данного слоя передача тепла осуществляется за счет конвекции. Теплообмен можно рассматривать как бы в неограниченном пространстве. В явлении конвекции перенос теплоты осуществляется за счет переноса теплоты самой средой.

В комнате в воздухе постоянно существуют течения, т.е. воздух никогда не находится в покое. Воздух от батареи отопления нагревается, плотность его уменьшается, и он становится легче. В результате теплый воздух поднимается к потолку. Воздух, охлажденный около холодных стен, тяжелый, стекает вниз, к полу. В данных условиях можно считать, что теплота передается из-за разности плотности газа, когда имеется температурный градиент в направлении силы тяжести. Вязкость при этом мала.

При высокой вязкости передача тепла осуществляется за счет теплопроводности. Передача кинетической энергии от одной молекулы другой происходит в результате столкновений. Газ ведет себя как идеальный: вязкость зависит только от температуры.

При низких давлениях столкновения проходят преимущественно только со стенками. Эта область относится к молекулярной теплопроводности. Скорость охлаждения газа пропорциональна числу падающих молекул в единицу времени на стенку и разности температур молекул t1 и стенки t2 (t1>t2). Когда концентрация молекул становится недостаточной для переноса заметного количества тепла (очень низкое давление), перенос тепла может осуществляться только излучением.

В зависимости от скорости движения газа различают свободную и вынужденную конвекцию. При свободной конвекции интенсивность движения воздуха определяется тепловыми условиями процесса и зависит от разности температур. При вынужденной конвекции движение воздуха возникает под действием внешних факторов, например, вентилятора. Однако в этом случае может существовать и свободная конвекция, которая будет проявляться тем больше, чем выше разность в разных точках пространства и чем ниже внешнее воздействие.

Согласно закону Ньютона-Рихмана тепловой поток Q при конвективном теплообмене пропорционален площади поверхности F теплообмена и зависит от разности температур стенки tс и газа tг

где α – коэффициент теплоотдачи.

Процессы теплоотдачи зависят от скорости движения газа около поверхности. Различают два основных режима: ламинарный и турбулентный. Ламинарный режим возможен при малой скорости движения теплоносителя: течение имеет спокойный струйчатый характер, отдельные слои газа, в которых скорости молекул воздуха могут быть различными, не перемешиваются. При турбулентном режиме слои в потоке воздуха начинают перемешиваться, движение слоев становится неупорядоченным, вихревым. Изменение режима в каждом отдельном случае происходит при определенной скорости и определяется числом Рейнольдса

где ω – средняя скорость теплоносителя;

d – геометрический размер системы.

Теплопроводность газов

Рекомендуемые страницы:

lektsia.com

Способ бесконтактной передачи тепла

Использование: теплообмен между рабочими телами и может найти применение и для попутного разделения растворов на их компоненты методом возгонки без специальной затраты тепловой энергии и практически без дополнительных конструктивных средств для реализации этого процесса. Сущность: в качестве промежуточного теплоносителя в теплопередаче по принципу "тепловой трубы" используют более низкокипящую фракцию раствора, которую выкипают из раствора у стенки, через которую тепло подводят к раствору от рабочего тела и конденсируют на стенке, через которую тепло передают другому рабочему телу, а замену разделенных фракций раствора на сам раствор могут осуществлять через теплообменники, течение фракций и раствора в полостях по охлаждаемой и нагреваемой средам которых осуществляют методом "противоток", при этом растворенные в растворе неконденсируемые газы могут постоянно отсасывать или предварительно дегазировать раствор, подавать его самотеком в систему, однажды отвакуумированную, например, в вакуум-паровую систему отопления. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к энергетике, в частности, к теплообмену между рабочими телами, и может найти широкое применение и для попутного разделения растворов на их компоненты методом возгонки без специальной затраты тепловой энергии на этот процесс.

Формула изобретения

www.findpatent.ru

Способы передачи тепла - Энциклопедия по машиностроению XXL

При решении практических задач теплопередачи в одних случаях требуется интенсифицировать процесс, в других, наоборот, всячески тормозить. Возможности осуществления этих требований вытекают из закономерностей протекания основных способов передачи тепла, рассмотренных в предыдущих главах.  [c.196]

По способу передачи тепла пароперегреватели делятся на три группы конвективные, радиационные и смешанные. Две последние группы пароперегревателей чаще всего применяются у котлов высокого давления. Вслед-  [c.59]

Способы передачи тепла  [c.12]

Тепло передается всегда от тел более нагретых к менее нагретым. Различают три способа передачи тепла I) лучеиспусканием, 2) конвекцией, 3) теплопроводностью.  [c.12]

Какие существуют способы передачи тепла  [c.19]

Тепловые схемы современных промышленных и отопительных котельных весьма разнообразны. Различия обусловлены особенностями теплоносителя (перегретый или насыщенный пар, горячая вода без непосредственного разбора ее из сети или с водоразбором и т. д.), особенностями генератора тепла (паровой или водогрейный котел, котел-утилизатор, система испарительного охлаждения), наконец, способом передачи тепла потребителю (выдача острого пара, передача тепла через поверхностный подогреватель или водоводяной теплообменник, использование промежуточного водоподогревателя — бойлера, совмещение последнего с котлом).  [c.5]

Если налитая в какой-либо сосуд вода подогревается снизу, то нагретая масса воды становится легче и всплывает, уступая место более тяжелой холодной массе. Благодаря этому возникают перемешивание нагретых и холодных масс воды и их циркуляция в сосуде. Такой способ передачи тепла называют конвекцией. Переме-2 19  [c.19]

Цель урока. Ознакомление обучаемых с понятиями температурь , теплоты и со способами передачи тепла.  [c.33]

Далее преподаватель переходит к объяснению способов передачи тепла. Он говорит, что тепло передается от тел более нагретых к менее нагретым. Существует три способа передачи тепла  [c.36]

Несколько слов о тепловом контакте. Контактный теплообмен рабочего тела с внешней средой в качестве источника работы может иметь место только в виде исключения. Этот способ не может иметь сколько-нибудь существенного значения хотя бы потому, что это очень медленный способ передачи тепла. Следует отметить, что контактная передача тепла от топочных газов к стенке котла является частью процесса внешней генерации рабочего вещества и не входит в процесс превращения тепла в работу. При определении граничного перепада температур в паровом двигателе верхней температурой считается температура пара, а ие температура топочных газов.  [c.70]

По способу передачи тепла пароперегреватели бывают радиационные, конвективные и смешанные.  [c.58]

По способу передачи тепла от продуктов горения воздухоподогреватели бывают двух типов рекуперативные (более распространённые) и регенеративные.  [c.60]

Способы передачи тепла теплопроводность, конвекция и лучеиспускание хорошие проводники тепла и теплоизоляторы понятие о свободной и вынужденной конвекции, тепловое излучение паровой машины и локомобиля.  [c.612]

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛА  [c.30]

Известны три основных способа передачи тепла от одних тел к другим теплопроводность, конвекция и лучистый теплообмен (излучение).  [c.30]

Этот способ передачи тепла называется теплопроводностью. Явление теплопроводности объясняется тем, что молекулы в нагреваемой части тела усиливают свое движение и при столкновении с соседними молекулами передают им часть своей энергии движения.  [c.30]

Такой способ передачи тепла, когда оно переносится перемещающейся жидкостью или газом, называется конвекцией.  [c.32]

По способу передачи тепла окрашенному изделию сушильные камеры делятся на конвекционные — передача тепла горячим воздухом, терморадиационные — передача тепла радиацией и индукционные — передача тепла токами высокой и промышленной частоты.  [c.158]

Тепло передается всегда от тел более нагретых к менее нагретым. Различают три способа передачи тепла 1) лучеиспусканием  [c.18]

В зависимости от способа передачи тепла различают два типа воздухоподогревателей рекуперативные и регенеративные. В рекуперативных передача тепла от газов к воздуху происходит через стенку, разделяющую потоки газа и воздуха. В регенеративных воздухоподогревателях происходит нагрев керамических или металлических поверхностей газами с последующей отдачей тепла воздуху, омывающему эти поверхности. Здесь поверхности нагрева попеременно то нагреваются газами, то охлаждаются воздухом.  [c.253]

Наиболее важный способ передачи тепла для жидкостей и газов — конвекция. Этот вид теплопередачи связан с движением жидкости, посредством которого тепло переносится из одного места в другое. Вынужденная конвекция делится на два типа ламинарный и турбулентный поток. В ламинарном потоке каждая линия тока сохраняет постоянное положение по отношению к стенке. В турбулентном потоке существенно вихревое движение  [c.291]

Другой способ передачи тепла, который может быть полезным в ядерных реакторах, это применение кипящих жидкостей. Внутри самого реактора такие системы могут быть нежелательны, так как они склонны к незакономерным изменениям средней плотности теплоносителя, что может отразиться на протекании ядерной реакции. С другой стороны, это превосходный способ получения очень высоких интенсивностей теплопередачи. Коэфициент теплопередачи для кипящих жидкостей в широком интервале температур возрастает почти пропорционально квадрату разности температур между стенкой трубы и жидкостью. При больших разностях температур коэфициент теплопередачи достигает максимума, а затем падает с дальнейшим увеличением разности температур. При очень больших разностях температур он, несомненно, опять возрастает. Это падение коэфициента теплопередачи происходит от того, что стенка становится слишком горячей и не смачивается более жидкостью. Аналогичным образом ведет себя капля воды на раскаленной плите. Разность температур, дающая макси-  [c.296]

В печах-теплообменниках тепло, выделяющееся в печи, передается обрабатываемому материалу. В зависимости от способа передачи тепла режимы работы печей-теплообменников разделяются и рассматриваются по признаку теплообмена в рабочем пространстве. Теплообмен является главным процессом, общим для всей этой группы печей и определяющим их производительность.  [c.195]

Однако в подавляющем большинстве случаев можно выделить преобладающий процесс либо процесс тепловыделения, либо процесс теплообмена, в котором доминирует тот или иной вид передачи тепла. Это позволяет осуществить приведенное выше разделение печей на печи-теплогенераторы и печи-тепло-обменники, а в печах-теплообменниках выделить преобладающий способ передачи тепла и соответственно установить режим тепловой работы.  [c.196]

Детали, окрашенные различными способами, подвергаются искусственной и естественной сушке. Многие лакокрасочные материалы способны образовывать качественное покрытие только при нагреве, поэтому для сушки применяют сушильные камеры. В зависимости от способа передачи тепла различают три метода сушки  [c.239]

Печи для термической обработки. Термические печи бывают самых разнообразных конструкций, в зависимости от способа передачи тепла от печи к нагреваемым деталям, метода загрузки печи, способов получения тепла (источника тепла), назначения печи, характера ее работы и т. п.  [c.125]

В зависимости от способа передачи тепла нагреваемым деталям печи делятся на камерные, муфельные и печи-ванны.  [c.125]

Для обогрева сушильных устройств (камер) обоих типов используют пар, горячую воду, электроэнергию или топочные газы. Выбор теплоносителя для калориферов зависит от вида энергии, применяемой на предприятии. Конвекционный метод сушки обеспечивает высокую степень равномерности нагрева и чистоты воздуха, необходимых для получения хорошего качества лакокрасочных покрытий. Недостатки конвекционной сушки — громоздкость сушильного оборудования, значительная потеря полезной площади цеха, перерасход тепловой энергии за счет нагрева окружающего воздуха в камере в процессе сушки, способ передачи тепла, в результате которого процесс высыхания начинается с поверхности лакокрасочного покрытия, а образовавшаяся поверхностная пленка препятствует улетучиванию растворителей, что ухудшает и удлиняет процесс сушки лакокрасочных покрытий.  [c.233]

В зависимости от способа передачи тепла нагреваемым деталям печи делятся на камерные, муфельные и ванные. В камерных печах нагреваемая деталь помещается в то же пространство (камеру), через которое проходят горячие газы. Таким образом, нагрев деталей в камерных печах происходит путем непосредственного соприкосновения их с пламенем и горячими газами. В муфельных печах детали, помещенные в специальный ящик под колпак, не соприкасаются ни с пламенем, ни с горячими газами. Горячие газы и пламя нагревают муфель, а детали получают тепло от стенок муфеля. Муфельные печи применяются в тех случаях, когда нельзя допускать соприкосновения нагреваемых деталей с печными газами — при светлом отжиге, газовой цементации и т. д.  [c.130]

Нагретые стенки камеры, в свою очередь, также излучают тепло на металл. Такой способ передачи тепла на расстоянии называется л че-испусканием или излучением. Тепло, переданное от нечных газов и стенок на поверхность металла, распространяется (передается) внутрь его теплопроводностью.  [c.112]

Рассмотренные трп способа передачи тепла — конвекция, лучеиспускание и теплопроводность протекают одновременно, представляя в совокупности сложный теплообмен, имеющий место в рабочей камере печи.  [c.131]

Из формул (268) и (272) видно, что количество передаваемого путем излучения те пла определяется разностью температур в четвертых степенях. В связи с этим при высоких температурах теплоизлучающей поверхности и при относительно небольших температурах тепловоспринимаюшей поверхности количества пе-редава1вмого тепла получаются весьма значительными. Такие условия имеют место, например, в паровых котлах, где поэтому лучеиспускание расценивается, как наиболее интенсивный способ передачи тепла. Во многих современных котелвных агрегатах б олее 50 /о тепла передается пов ерхностям нагрева путем лучеиспускания.  [c.258]

В топочных камерах в результате сжигания того или иного топлива получаются газы высокой температуры, в дальнейшем используемые или как рабочее тело двигателей (газовые турбины и т. п.) или как горячий теплоноситель (паровые котлы, промышленные и бытовые печи и т. п.). Горящее топливо и горячие продукты сгорания посылают излучение на стены топочной камеры и на расположенные в ней поверхности охлаждения (экраны). Тепловой поток от горящего топлива и газов к стенам и экранам топки называется прямой отдачей топки. Наряду с прямой отдачей тепло передается также путем конвекции. Относительное значение этих способов передачи тепла в топке меняется, в первую отередь, в зависимости от давления в топке и от ее размеров. Чем больше размеры топки, тем больше в ней эффективная длина луча и больше излучение.  [c.411]

По способу передачи тепла различают два типа воздухоподогрева-гслей рекуперативные и регенеративнь[о. В первых из них передача  [c.106]

Из сказанного следует, что в первой зоне необходимо поддерживать минимальную температуру сушильного газа над лентой порядка 88° С. У вел ичить скорость роста температуры материала при постоянстве температуры сушильного газа не представляется возможным, так как скорость роста температуры зависит от физических свойств материала и способа передачи тепла от теплоносителя к материалу. Увеличение максимальной температуры ленты во второй зоне до 93—95° С способствует повышению скорости сушки в этой зоне или скорости движения ленты (рис. 3). Увеличение температуры материала свыше л2 = 95°С приводит к падению скорости движения ленты. Температура материала во второй зоне в основном определяется температурой сушильного газа. З нач ительное увеличение температуры газа влечет за собой рост градиенты температуры материала, а также возможность частичной пластикации каучука, соприкасающегося с горячим газом. Эти два фактора и объясняют падение скорости движения ленты с повышением температуры материала до лг= 1О0° С.  [c.219]

Вдоль оси парогенерируемого канала тепловая энергия переносится потоком рабочего тела (конвекцией) и передается теплопроводностью по жидкости и оболочке. Во всех пра ктически важных случаях последний способ передачи тепла вдоль оси канала малоэффективен по сравнению с первым. Это позволяет принять еще-  [c.39]

Способ передачи тепла, изображенный на рис. 12, называется свободной или естественной конвекцией. Здесь движение воды, а следовательно, и связанный с ним перенос тепла происходят только вследствие образовавшейся разности плотностей холодных и нагретых слоев. Движение жидтгости, газов и паров тем интенсивнее, чем интенсивнее их нагрев, т. е. чем больше разность  [c.32]

Тепловой поток как функция степени перегрева поверхности кипения представлен на фиг. 9. На этом графике отображены три опыта, проводивщиеся в области, где нет кипения. Точка зарождения кипения, когда появляется первый центр парообразования, наблюдалась при At = 13,2° С и тепловом потоке 31 000 ккал1м час. Следует заметить, что эта точка не совпадает с изгибом кривой кипения, как это предполагает больщая часть исследователей. Изгиб кривой кипения происходит в точке резкого изменения наклона кривой с переходом из области, где свободная конвекция служит единственным способом передачи тепла в область, где процесс теплопередачи определяется кипением. С появлением первого столбика пузырей наклон кривой кипения на фиг. 9 начинает постепенно отклоняться от величины /з, которая считается законом для естественной конвекции при больших значениях произведения (Сг X Рг). Наклон продолжает изменяться, пока процесс кипения не станет в передаче тепла полностью преобладающим, а свободная конвекция не утратит всякое значение. На фиг. 9 это  [c.322]

Гибка труб с применением токов йысокой частоты обладает следующими основными преимуществами. Овальность трубы в месте гиба получается меньшая, чем при других способах. Выделение тепла происходит непосредственно в нагреваемом металле, тогда как при всех других способах тепло передается нагреваемому металлу из окружающей среды. Такой способ передачи тепла сокращает время, потребное на нагрев, и потери тепла в окружающую среду полное время, потребное для одного гиба на угол 90 , в зависимости от диаметра и толщины стенки изгибаемой трубы  [c.113]

В топливных печах химическая энергия топлива (твердого, жидкого или газообразного) при его сжигании превращается в тепло. Сжигание топлива осуществляется с помощью топливосжигающих устройств, конструкции которых являются общими для различных топливных печей и рассмотрены поэтому в отдельной главе (гл. VI). Топливные печи, применяющиеся в ма-шлностроении, относятся к печам-теплообменникам. Тепло, выделяющееся при сжигании топлива, тем или иным образом передается к поверхности нагреваемого материала. В зависимости от способа передачи тепла в топливных печах может осуществляться преимущественно радиационный или конвективный режим.  [c.197]

По способу передачи тепла искусственная сушка окрашенных поверхностей автомобилей на авторемонтных предприятиях осуществляется тремя основными способами конвекционным, терморадиационным и терморадиационно-конвекци-онным.  [c.297]

mash-xxl.info

Основы теплопередачи

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Передвижные электростанции

Теплопередачей или теплообменом называется процесс переачи тепловой энергии (теплоты) как внутри тела от более нагретых его частиц к менее нагретым, так и от одних тел к другим. Теплопередача играет большую роль в работе теплосиловых установок и их агрегатов, паровых котлов и машин, двигателей внутреннего сгорания, радиаторов и др.

Теплообмен представляет собой сложный процесс и может осуществляться теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением.

Теплопроводностью называется передача тепловой энергии от одних соприкасающихся частиц или тел к другим. Этим способом теплота передается главным образом в твердых телах, но может передаваться в жидкостях и газах.

Молекулы, обладающие большой кинетической энергией, при столкновении с молекулами, имеющими меньшую кинетическую энергию, передают последним часть своей тепловой энергии.

В металлах теплота передается колебаниями мельчайших частиц, а в жидкостях и газах — перемешиванием.

Если нагревать воду или газ (в закрытом сосуде сверху), то теплота верхних слоев воды или газа будет передаваться холодным нижним слоям только в результате теплопроводности.

Конвекцией называется передача теплоты путем перемешивания между собой частиц газа или жидкости и перемещения их из области одних температур в область других температур. Передача теплоты совместным действием теплопроводности и конвекции называется конвективным теплообменом.

Конвективный теплообмен возможен между металлической стенкой и газом или жидкостью, омывающими эту стенку. Частицы газа или жидкости, соприкасающиеся с горячей стенкой, нагреваются в результате теплопроводности; вследствие разности плотностей нагретых и холодных частиц возникает подъемная сила, под действием которой нагретые частицы перемещаются вверх и переносят с собой некоторое количество теплоты. Такая передача теплоты называется естественной или свободной конвекцией.

При вынужденном перемещении частиц жидкости или газа (с помощью насоса или вентилятора) интенсивность теплообмена значительно увеличивается; такая теплопередача называется принудительной конвекцией.

Конвекция всегда сопровождается теплопроводностью, которая в неподвижном теплоносителе невелика, так как газы и жидкости -плохие проводники теплоты.

Примером конвективного теплообмена может служить нагревание воды в паровом котле: передача теплоты от нагретой стенки котла к воде осуществляется главным образом естественной конвекцией и лишь в незначительной части — теплопроводностью.

Тепловым излучением или лучеиспусканием называется передача тепловой энергии от одного тела к другому электромагнитными волнами. Часть тепловой энергии каждого-тела превращается в лучистую энергию, которая в виде электромагнитных волн распространяется во ‘все стороны. Встречая на> своем пути другие тела, лучистая энергия частично поглощается ими, превращаясь снова в тепловую энергию (теплоту).

В практических условиях теплообмен осуществляется не одним каким-либо способом, а одновременно всеми. Такой теплообмен принято называть сложным.

Теплопроводность. Рассмотрим часто встречающуюся на практике передачу теплоты теплопроводностью через плоскую стенку. Процесс передачи теплоты будем считать стационарным, т.е. температура в различных точках стенки с течением времени не изменяется.

Следовательно, коэффициент теплопроводности представляет собой количество теплоты, передаваемое через стенку толщиной 1 м и площадью 1 м2 при разности температур 1 °С в течение 1 ч.

Коэффициент теплопроводности зависит от структуры, удельного веса, влажности и температуры вещества. При расчетах значения коэффициентов теплопроводности берут из справочников.

Рис. 1. Схема передачи теплоты через однослойную, стенку

Конвекция. Рассмотрим теплообмен конвекцией между жидкостью и стенкой.

Коэффициент теплоотдачи а может быть определен только опытным путем. Так как коэффициент теплоотдачи зависит от значительного количества факторов, для его определения требуется проведение большого числа опытов.

Для сокращения количества опытов разработана так называемая «теория подобия». Теория подобия дает возможность проводить опыты не на самих аппаратах, для которых нужно определить коэффициент теплоотдачи, а «а уменьшенных и упрощенных моделях, что требует меньших затрат и может быть выполнено в более короткие сроки.

Тепловое излучение. Передача теплоты излучением не требует непосредственного соприкосновения тел и может происходить при значительном расстоянии между ними.

Каждое тело непрерывно излучает и поглощает лучистую энергию. Лучистая энергия является результатом сложных молекулярных и внутримолекулярных процессов, порождаемых энергией других видов. Источником теплового излучения является тепловая энергия. Количество возникающей лучистой энергии зависит от физических свойств и температуры излучающего тела.

Излучение тел представляет собой электромагнитные колебания с длиной волны от долей микрона до десятков километров: космические, рентгеновы, ультрафиолетовые, световые, инфракрасные и другие лучи. Свойства этих лучей различны; для теплотехники представляют интерес такие лучи, которые поглощаются телами и энергия которых снова превращается в тепловую. Такими свойствами обладают световые и инфракрасные лучи, длины волн которых колеблются от 0,4 до 40 мкм.

Попадая на какое-либо тело, лучистая энергия частично поглощается им, частично отражается от него и частично проходит сквозь тело. Тело, полностью поглощающее попадающую на него лучистую энергию, называется абсолютно черным, полностью отражающее — абсолютно белым. Тела, которые полностью пропускают через себя лучистую энергию, называются прозрачными (или диатермичными).

Абсолютно черных и абсолютно белых тел в природе не существует. Поэтому обычно принято называть тела серыми. К абсолютно черным телам близки бархат, черное сукно и сажа, которые поглощают до 95-98% теплового излучения. К абсолютно белым телам близки полированные медь и алюминий, которые поглощают только 2-4% теплового излучения. Приме-

В теплотехнике, как было указано выше, часто происходит сложный теплообмен: например, между продуктами сгорания топлива и стенкой (топка парового котла, камера сгорания и цилиндр дизеля). При этом теплообмен осуществляется конвекцией и излучением.

Теплообмен излучением наиболее интенсивно происходит при температурах выше 600 °С; при меньших температурах теплота передается в основном конвекцией и теплопроводностью.

Многоатомные газы также способны излучать и поглощать лучистую энергию. В продуктах сгорания топлива содержатся трехатомные газы СОг и НгО, а также двухатомные N2, Ог и СО.

Газы излучают и поглощают лучистую энергию в определенных интервалах длин волн.

Закономерности излучения различных газов различны. Однако для упрощения практических расчетов количество энергии, излучаемой газом, принято определять по закону Стефана-Больц-мана. Степень черноты газов берется из таблиц или графиков.

В теплотехнике наиболее часто передача тепла от одной среды (греющей) к другой (нагреваемой) осуществляется через однослойную или многослойную стенку. Такой общий процесс передачи тепла может быть расчленен на несколько простейших процессов.

Рассмотрим процесс передачи тепла от греющей среды к нагреваемой через плоскую трехслойную стенку (рис. 2). Будем считать, что тепловой поток направлен слева направо, температура греющей среды (жидкости или газа) tu а температура нагреваемой среды (жидкости или газа) t2.

От греющей среды к поверхности первого слоя стенки теплота передается только конвекцией или конвекцией и излучением, через трехслойную стенку — теплопроводностью и, наконец, от третьего слоя стенки к нагреваемой среде- конвекцией. На всех указанных этапах передачи теплоты от греющей среды к нагреваемой тепловой поток будет одинаковым.

Коэффициент теплопередачи выражает собой количество теплоты, которое передается от греющей среды к нагреваемой череа стенку площадью 1 м2 при разности температур 1°С в течение 1 ч. Значение коэффициента теплопередачи для трехслойной стенки определяют по формуле

Рис. 2. Схема теплопередачи через трехслойную стенку

Читать далее: Основные сведения о двигателях внутреннего сгорания

Категория: - Передвижные электростанции

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

• 
  Газовый котел как установить в квартире
• 
  Котел аристон egis plus 24 ff
• 
  Магниевый анод для котла протерм медведь
• 
  Минимальный диаметр дымохода для твердотопливного котла
• 
  Котел газовый двухконтурный настенный турбированный будерус
• 
  Площадь котельной для газового котла 2017
• 
  Монтаж газового котла на деревянную стену
• 
  Управление газовым котлом buderus по gsm
• 
  Котлы банные с баком для воды
• 
  Промывка теплообменника газового котла в смоленске
• 
  Котел газовый ciao cai 24 beretta