23 Схемы течения теплоносителей в теплообменниках

Если направление движения горячего и холодного теплоносителей совпадают, то такое движение называется прямотоком (а). Если направление движения горячего теплоносителя противоположно движению холодного теплоносителя, то такое движение называется противотоком (б). Если же горячий теплоноситель движется перпендикулярно движению холодного теплоносителя, то такое движение называется поперечным током (в). Кроме этих схем применяют более сложные схемы движения, включающие все три основные схемы.

24. Конечный температурный напор теплообменника при противотоке

Для противоточной схемы:

Окночательно:

25. Уравнение теплового баланса рекуперативного теплообменника.

В дифференциальной форме

(1)

С учетом

, (2)

Для конечного изменения энтальпии

. (3)

. (4)

– изменение температуры греющего теплоносителя

– изменение температуры нагреваемого теплоносителя

26 . Что такое Конвективный теплообмен (теплоотдача)?

Комбинированный процесс переноса энергии в виде теплоты, включающий конвективный перенос теплоты в жидкости и теплопроводность на границе между жидкостью и твердой стенкой.

Основной вид переноса теплоты от жидкости к твердой стенке и обратно.

Теплоноситель-всякое движущееся тело, температура которого отличается от температуры окружающих его тел.

Вопрос №27

Конвекция – перенос тепла при перемещении частиц в жидкости и газе и более нагретой области в менее нагретую.

• Вынужденная

Под действием поверхностных сил.

Fn=дельтаP*F

• Естественная

Под действием массовых сил ( гравитация)

Гравитационная- под действием сил обусловленных изменением плотности жидкости или газа

Fm=п*(дельтаP/ро(плотность) )

Термогравитационная – неоднородность термического поля.

Fм=B*дельта T*g

B- коэффициент температурного расширения

Вопрос №28

Закон Ньютона-Рихмана (основной закон теплоотдачи)

Теплоотдача – это теплообмен между теплоносителем и твердым телом.

Теплопередача - это теплообмен между двумя теплоносителями, разделенных твердым телом.

Теплопередача состоит из теплоотдачи на границах и теплопередачи в твердом теле.

Закон Ньютона-Рихмана о теплоносителях

Количество теплоты, передаваемое на границы площадью F за время , пропорционально температурному напору.

 - коэффициент теплоотдачи

.

Вопрос №29

Коэффициент теплоотдачи- плотность теплового потока на изотермической поверхности относительно температуры напора.

30. Режимы конвективного теплообмена

1)режим естественной или свободной конвекции,

когда преобладают подъемные силы

Nu = c(Gr, Pr)ⁿ

2)режим вязкостного ламинарного или

турбулентного вынужденного течения, когда

преобладают силы вязкости

Nu=cReⁿPr^m(Pr_ж/Pr_F)^0.25

3)режим вязкостно-гравитационного

вынужденного течения, когда силы вязкости

сравнимы с подъемными силами

Nu=cReⁿ(GrPr)^m(Pr_ж/Pr_F)^0.25

31. режим вязкостного ламинарного или

турбулентного вынужденного течения, когда

преобладают силы вязкости

Nu=cReⁿPr^m(Pr_ж/Pr_F)^0.25

32. режим вязкостно-гравитационного

вынужденного течения, когда силы вязкости

сравнимы с подъемными силами

Nu=cReⁿ(GrPr)^m(Pr_ж/Pr_F)^0.25

33. режим вязкостного ламинарного или турбулентного вынужденного течения, когда преобладают силы вязкости

Nu= cReⁿPr^m(Pr_ж/ Pr_F)^0,25 ;

_{34.Число Грасгофа:}

где:

g — ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;

L — определяющий линейный размер поверхности теплообмена, м;

tc — температура поверхности теплообмена, °C;

t0 — температура теплоносителя, °C;

ν — коэффициент кинематической вязкости, м²/с;

β — температурный коэффициент объёмного расширения теплоносителя

35. Число Нуссельта

представляет собой соотношение между конвективным переносом теплоты и переносом теплоты теплопроводностью через слой жидкости толщиной , то есть .

36) Число Прандтля. Безразмерный комплекс

- характеризует теплофизические свойства жидкости и соотношение толщины гидродинамического и теплового пограничного слоя.

37)Число Рейнольдса

- характеризует соотношение между силой инерции и силой внутреннего (вязкого) трения.

38) Число Пекле

- выражает соотношение между интенсивностью переноса теплоты конвекцией и интенсивностью переноса теплоты теплопроводностью. Число Pe, которое является комбинацией чисел Рейнольдса и Прандтля – Pe=RePr.

39 ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН

Суммарный процесс взаимного испускания, поглащения, отражения и пропускания энергии теплового излученияв системах тел

40 ур-е баланса лучистого теплообмена

Qпогл+Qотр+Qпроп=Qпад

Или A+R+D=1

41 Закон стефана-больцмана

Поверхностная плотность потока излучения абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры поверхности тела

,

где =5,668710⁸,Вт/(м²К⁴) – константа Стефана–Больцмана излучения абсолютно черного.

Для практических расчетов применяют формулу

,

где =5,6687 Вт/(м²К⁴) – излучательная способность черного тела.

Поток собственного излучения абсолютно черного тела (идеального излучателя)

,

42.з-н Кирхгофа.

Устанавливает связь между энергией излучения и поглощения серых и абсолютно черных тел.

Результатирующий поток излучения для системы, состоящей из серого и черного тела определяется уравнением

.

Если , то , а баланс лучистого теплообмена запишется в виде

.

, откуда

. Отношение излучательной способности любого тела Е к его коэффициенту поглощения А одинаково для всех тел и равно излучательной способности абсолютно черного тела Е₀ при той же температуре.