11. Аддитивность термических сопротивлений.
Термическое сопротивление теплопередачи складывается из термических сопротивлений теплоотдачи и теплопроводности, т.е. из сопротивлений отдельных стадий процесса.
;
где
и
термические сопротивления более нагретой
и менее нагретой среды соответственно;
-термическое
сопротивление многослойной стенки.
Термические сопротивления отдельных слоев многослойной стенки могут значительно отличаться по величине, и одно из них, соответствующее слою с теплопроводностью, значительно более низкой, чем теплопроводность других слоев, является определяющим.
При теплопередаче через чистую металлическую стенку, (без загрязнений и тепловой изоляции) термическое сопротивление стенки невелико и в первом приближении им можно пренебречь
Если значения
коэффициентов теплоотдачи
и
значительно отличаются друг от друга,
например,
,
то
во много раз больше
и величина
практически определяется значением
,
в этом случае :
На основании
последнего уравнения можно сделать
некоторые выводы о возможности
интенсификации
процессов теплоотдачи.
Для увеличения
(
)
и соответственно тепловой нагрузки (
)
для данного теплообменного аппарата
следуетувеличивать
меньший из коэффициентов теплоотдачи
, т.к. величина (
)
всегда меньше наименьшего из коэффициентов
теплоотдачи . Это может быть достигнуто,
например, увеличением скорости
теплоносителя с меньшим (
)
т.е. холодного теплоносителя или другими
способами.
Если отдельные термические сопротивления различны по величине, то для интенсификации теплопередачи следует уменьшать наибольшее из них. Например, если определяющим является термическое сопротивление слоя загрязненный на стенке аппарата, то увеличивать теплопередачу можно путем уменьшения толщины слоя за счет периодической очистки поверхности нагрева.
12. Теплопередача при переменных температурах теплоносителей.
Наиболее часто в промышленной аппаратуре теплопередача протекает при переменных температурах теплоносителей.
Д
вижущей
силой процесса теплопередачи является
разность температур между горячим и
холодным теплоносителем, однако
постоянная разность температур
наблюдается редко, чаще в процессе
теплообмена разность температур
непрерывно изменяется и применяют
понятие-средняя
разность температур
или средний
температурный напор.
Теплоносители могут подаваться по
следующим схемам:
1. Прямоток. 2. Противоток
3. Перекрестный ток. 4. Смешанный ток
Если мы подаем
теплоносители по прямоточной схеме
(один теплоноситель -
,
другой -
)
1). Определяем разности температур на концах теплообменника.
;
2). По численному
значению
и
выбирают
(большее)
и
(меньшее).
3). Пусть
большее, а
меньшее значения, тогда рассчитывают
отношение :
/
.
4). Если
/
<2,
то
определяют как среднее арифметическое
5). Если
/
>2,
то
определяют как среднее логарифмическое
:
Тогда уравнение
теплоотдачи примет вид :
- это основное уравнение теплоотдачи.