ВУЗ:
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 этап – отдача тепла от теплоносителя к стенке;
2 этап – провождение 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
δ
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;
λ – коэффициент 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;
К – коэффициент 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
;
δ – толщина 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