Тепловые процессы. Николаева Г.И - 3 стр.

UptoLike

Составители: 

р
аствор
δ
1
t
2
t
2cm
t
1cm
t
Q
1
Q
1
α
λ
3
Q
2
α
2. МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА ТЕПЛООБМЕНА
Нагревание раствора теплоносителем осуществляется
в три этапа: 1 этапотдача тепла от теплоносителя к стенке;
2 этаппровождение этого тепла через себя стенкой; 3 этап
отдача тепла стенкой раствору. Эти этапы описываются
следующими уравнениями:
1
)(
1111 cm
ttFQ =
α
Основное
уравнение
теплоотдачи
1
:
α
)(
1
11
1
ст
ttFQ =
α
2
)(
212 cmcm
ttFQ =
δ
λ
Основное
уравнение
теплопроводно
сти
δ
λ
:
)(
1211 стт
ttFQ =
λ
3
)(
2223
ttFQ
cm
=
α
Основное
уравнение
теплоотдачи
2
:
α
)(
1
22
2
ttFQ
ст
=
α
4
ср
tKFQ
=
Основное
уравнение
теплопередачи
)(
11
21
21
ttF
Q
=
++
αλ
δ
α
5
Q
1
=Q
2
=Q
3
=Q
=>
+Σ+
= )(
11
1
21
21
ttFQ
αλ
δ
α
=>
ср
tkFQ
=
21
11
1
αλ
δ
α
+Σ+
=k
;
21
ttt
cр
=
при
,
,
2
1
constt
constt
=
=
где Q – количество тепла, передаваемое от более нагретого тела
к менее нагретому, [Вт];
α
1
и α
2
- коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к
стенке и от стенок к раствору, [Вт/ м
2
К], который показывает,
какое количество тепла отдано к единице поверхности стенки и
от единицы её поверхности при разности температур 1°C, т.е.
скорость отдачи тепла;
λкоэффициент теплопроводности стенки, [Вт/м
2
К],
который показывает какое количество тепла проводила стенка
через единицу её толщины при температуре 1°C, т.е. скорость
проводимости тепла стенкой;
Ккоэффициент теплопередачи от более нагретого тела
к менее нагретому через разделяющую их стенку, [Вт/ м
2
К],
который показывает, какое количество тепла передано через
единицу поверхности стенки при разности температур 1°C, т.е.
скорость передачи тепла;
F – теплообменная поверхность стенки теплового
аппарата, м
2
;
δтолщина стенки, м.
6
            2. МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА ТЕПЛООБМЕНА                                                          Q1=Q2=Q3=Q
                                                                                                              1
                                                                                                      Q=           F (t1 − t 2 ) =>
                                                                                                          1    δ 1
                                                                                                            +Σ +
                                                                                                            α1         λ α2
                                 δ
              t1


                                                                                                      => Q = kF∆t ср
                                                   t cm 1




                                                                                                                  1
                     Q1
                                                                  t cm                                 k=
                     α                                                   2
                                                                                                            1         δ   1
                                                                                                                 +Σ     +
                         1



                                 λ
                                             Q3
                                                            t2
                                                                                                            α1        λ α 2 ; ∆t cр = t1 − t 2 при t1 = const ,
                                             α 2                                                                                                   t2 = const ,
                                 Q                               раствор

                                                                                                где Q – количество тепла, передаваемое от более нагретого тела
                                                                                                к менее нагретому, [Вт];
       Нагревание раствора теплоносителем осуществляется                                               α1 и α2 - коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к
в три этапа: 1 этап – отдача тепла от теплоносителя к стенке;                                   стенке и от стенок к раствору, [Вт/ м2К], который показывает,
2 этап – провождение этого тепла через себя стенкой; 3 этап                                     какое количество тепла отдано к единице поверхности стенки и
– отдача тепла стенкой раствору. Эти этапы описываются                                          от единицы её поверхности при разности температур 1°C, т.е.
следующими уравнениями:                                                                         скорость отдачи тепла;
                                                                                                       λ – коэффициент теплопроводности стенки, [Вт/м2К],
 1   Q1 = α1F (t1 − tcm1 ) Основное           : α1                1                             который показывает какое количество тепла проводила стенка
                             уравнение                      Q                = F(t1 −tст1 )     через единицу её толщины при температуре 1°C, т.е. скорость
                             теплоотдачи                         α1
                                                                                                проводимости тепла стенкой;
                                                                                                       К – коэффициент теплопередачи от более нагретого тела
 2        λ
     Q2 = F(tcm1 − tcm2 )
                             Основное
                                              :
                                                   λ             δ                              к менее нагретому через разделяющую их стенку, [Вт/ м2К],
          δ
                             уравнение
                                                   δ        Q =F(t1т1 −tст12)                   который показывает, какое количество тепла передано через
                             теплопроводно
                             сти
                                                                 λ                              единицу поверхности стенки при разности температур 1°C, т.е.
3    Q3 = α2 F(tcm2 − t2 )   Основное         :α2                 1                             скорость передачи тепла;
                             уравнение                      Q                = F(tст2 − t 2 )          F – теплообменная поверхность стенки теплового
                             теплоотдачи                         α2
                                                                                                аппарата, м2;
4    Q = KF∆tср              Основное
                             уравнение
                                                               1 δ
                                                            Q + +
                                                                          1           
                                                                                       =             δ – толщина стенки, м.
                                                               α1 λ α 2               
                             теплопередачи
                                                            F (t1 − t 2 )
                                                                                                                                           6
                                     5