Тепловіддача при зміні агрегатного стану речовини
Тепловіддача при конденсації пари. Найбільш задовільною схемою процесу конденсації пари є схема Нусельта, за якого на поверхню твердого тіла, яке сприймає тепло від пари, відбувається плівкова конденсація у відсутності краплинної. Плівка рідини, яка утворюється на поверхні твердого тіла, чинить основний термічний опір поширенню теплоти від пари до твердого тіла. В результаті аналізу і узагальнення дослідних даних одержана така критеріальна залежність для визначення коефіцієнта тепловіддачі у випадку конденсації
Де С — коефіцієнт, рівний 1,15 при конденсації на вертикальних поверхнях і 0,72 при конденсації на зовнішній поверхні окремої горизонтальної труби. За визначальний розмір при конденсації пари на вертикальній стінці взято висоту стінки, а при конденсації на горизонтальній трубі — діаметр труби. За визначальну температуру взято середню температуру плівки конденсату, при якій знаходять фізичні параметри, що входять в критерії рівняння (4.25). Формула (4.25) справедлива, коли швидкість руху пари мала
ловіддачі збільшується, якщо потік зменшує товщину плівки конденсату або зриває його. Якщо ж потік пари перешкоджає руху плівки конденсату, товщина її зростає і коефіцієнт тепловіддачі зменшується. Тепловіддача при кипінні рідини — дуже складний процес. Тому запропоноване критеріальне рівняння для визначення коефіцієнта тепловіддачі має наближений характер. Для випадку кипіння у вертикальних трубах з природною циркуляцією можна скористатися рівнянням
Де
r — теплота пароутворення, Дж/кг;
Рівняння (4.26) зводиться до розрахункової формули
Де фізичних параметрів киплячої рідини. Променистий теплообмін. Випромінювання властиве усім тілам, оскільки у кожному тілі частина теплової енергії перетворюється на променисту. Інтенсивність випромінювання залежить від температури тіла. Потрапивши на інші тіла, промениста енергія частково поглинається тілом, знову перетворюючись на теплову, частково відбивається і частково проходить крізь тіло. Коефіцієнт тепловіддачі випромінювання можна визначити формулою
Де
Теплопередача. Процес передачі теплоти від гарячого теплоносія до холодного через стінку, що їх розділяє, визначається сукупною дією розглянених елементарних явищ. Кількість теплоти яка передається, визначають за загальним піинянням теплопередачі: де k — коефіцієнт теплопередачі, Вт/ F — поверхня теплообміну.
Коефіцієнт теплопередачі визначає кількість теплоти, яка передана через одиницю поверхні протягом одиниці часу від одного середовища до іншого при різниці температур між ними 1 °С. Він є підсумковим коефіцієнтом швидкості теплового процесу при переході теплоти від ядра потоку першого теплоносія до стінки (тепловіддачею), через стінку (теплопровідністю) і від стінки до ядра потоку другого теплоносія (тепловіддачею). Теплопередача через плоску стінку. Щоб вивести співвідношення, яке зв'язувало б коефіцієнт теплопередачі з коефіцієнтами теплопровідності тепловіддачі, розглянемо процес передачі теплоти через плоску стінку товщиною Температури поверхонь стінки
При сталому процесі можна записати такі три рівняння: З цих рівнянь можна дістати вирази для окремих температурних напорів: Додаючи ці рівняння, дістанемо повний температурний напір звідки
Отже, коефіцієнт теплопередачі дорівнює
Величину, обернену коефіцієнту теплопередачі, називають термічним опором теплопередачі:
З цього рівняння випливає, що загальний термічний опір дорівнює сумі окремих складових. Зазначимо, що коефіцієнти тепловіддачі мають найбільше значення при плівковій конден- сацїї —
коефіцієнта тепловіддачі газів
|