Моделирование систем. Елизаров И.А - 47 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

45
аппаратуре является основным и служит для сообщения технологическому
потоку нужной температуры.
Выбирая различные способы оформления реакторов, можно влиять
на интенсивность теплообмена между основным (реакционным) потоком
и потоком хладагента или окружающей средой. При полном отсутствии
теплообмена через стенку получают адиабатический реактор. Реакторы,
имеющие теплообмен с внешней средой, относятся к политропическим.
При рассмотрении процесса передачи тепла от одного теплоносителя
к другому через стенку можно выделить несколько элементарных этапов:
переход тепла от горячего теплоносителя к более холодной стенке, по-
глощение тепла материалом стенки и её нагрев, распределение тепла по
объёму стенки, переход тепла от стенки к холодному теплоносителю.
Если процесс теплообмена протекает стационарно, то температура в
каждой точке материала (теплоносителей и стенки) не изменяется во вре-
мени. Применение модели с сосредоточенными параметрами (т.е. когда
пространственные координаты не входят в математическое описание)
приводит к алгебраическим соотношениям между температурами в сис-
теме. Если, наоборот, температуры меняются во времени, математическое
описание получается в виде системы обыкновенных дифференциальных
уравнений (аргументом является время).
Зависимость температур от геометрических координат обуславливает
математическое описание статики в виде обыкновенных дифференциаль-
ных уравнений (если пространственная координата одна) или дифферен-
циальных уравнений в частных производных. Независимыми переменны-
ми при этом являются пространственные координаты. Динамическая мо-
дель при наличии пространственно-распределённых эффектов описывает-
ся уравнениями в частных производных, причём одной из независимых
переменных является время.
Интенсивность перехода тепла от одного теплоносителя (например,
горячего потока жидкости или газа) к другому (стенке) зависит от разно-
сти температур между ними, а также от теплового сопротивления. В рас-
чётные уравнения, однако, обычно включают не сопротивление, а обрат-
ную величину
α
– коэффициент теплоотдачи, q – тепловой поток (ккал/ч
или Вт) через поверхность площадью 1 м
2
при разности температур (тем-
пературном напоре) 1 °С.
Полный тепловой поток q определяется произведением коэффициен-
та теплоотдачи
α
, площади поверхности F и температурного напора ∆T:
TFq
∆
α
=
. (4)
Уравнение (4) применимо как к нагреванию стенки от горячей жид-
кости, так и, наоборот, к нагреванию холодной жидкости горячей стенкой;
при этом ∆T будет иметь разные знаки.

Страницы