- •Основы теплопередачи
- •Основные понятия и определения
- •Тепловые балансы
- •Теплопроводность
- •Уравнение Фурье. Коэффициент теплопроводности
- •Дифференциальное уравнение теплопроводности
- •Теплопроводность плоской, цилиндрической и сферической стенок при стационарном режиме
- •Тепловое излучение
- •Основные законы излучения
- •Теплообмен между твердыми телами при излучении
- •Тепловое излучение газов и паров
- •Конвективный теплообмен
- •Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена
- •Тепловое подобие
- •Теплоотдача без изменения агрегатного состояния теплоносителя
- •Теплоотдача при изменении агрегатного состояния теплоносителя
- •Теплоотдача в дисперсных системах с твердой фазой
- •Сложная теплоотдача
- •Численные значения коэффициентов теплоотдачи
- •Гидродинамический и тепловой пограничные слои
- •Теплопередача
- •Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи
- •Теплопередача через плоские, цилиндрические и сферические стенки при установившемся процессе
- •Средняя движущая сила теплопередачи
- •Тепловая изоляция
- •Нестационарный теплообмен
- •Список литературы к главе 7
- •Нагревание, охлаждение, конденсация
- •Нагревание
- •Нагревание водяным паром и горячей водой
- •Нагревание топочными газами
- •Нагревание высокотемпературными теплоносителями
- •Нагревание электрическим током
- •Охлаждение
- •Конденсация
- •Конструкции и расчет теплообменных аппаратов
- •Поверхностные теплообменники
- •Смесительные теплообменные аппараты
- •Расчет теплообменных аппаратов
- •Проектный расчет рекуперативных теплообменников
- •Поверочный расчет рекуперативных теплообменников
- •Расчет регенеративных теплообменников
- •Расчет теплообменников смешения
- •Сравнительная оценка и выбор конструкций теплообменных аппаратов
- •Список литературы к главе 8
- •Основные принципы интеграции тепловых процессов
- •Состав, структура и иерархия химико-технологической системы
- •Химико-технологическая система как объект проектирования
- •Введение в пинч-анализ
- •Построение составных кривых технологических потоков и определение энергетических целей
- •Построение составных кривых потоков хтс
- •«Точка пинча» потоков хтс
- •Деление тепловых потоков хтс
- •Представление сети теплообменных аппаратов
- •Проектирование тепловой сети с максимальной рекуперацией энергии
- •Список литературы к главе 9
- •Выпаривание
- •Общие сведения
- •Некоторые основные свойства растворов
- •Принцип работы выпарного аппарата
- •Однокорпусные выпарные установки
- •Выпарные аппараты непрерывного действия
- •Материальный баланс
- •Тепловой баланс
- •Поверхность нагрева выпарного аппарата
- •Потери полезной разности температур
- •Выпарные аппараты периодического действия
- •Выпаривание при переменном уровне раствора в аппарате
- •Выпаривание при постоянном уровне раствора в аппарате
- •Выпаривание при постоянном весе раствора в аппарате
- •Многокорпусные выпарные установки
- •Типовые схемы многокорпусных выпарных установок
- •Материальный баланс многокорпусной выпарной установки
- •Общая полезная разность температур выпарной установки
- •Распределение полезной разности температур по корпусам выпарной установки
- •Полезная разность температур при равной поверхности нагрева корпусов
- •Полезная разность температур при минимальной суммарной поверхности нагрева корпусов
- •Полезная разность температур при равной поверхности нагрева корпусов при минимальной общей поверхности нагрева
- •Распределение общего перепада давления между корпусами по заданным давлениям вторичного пара
- •Число корпусов выпарной установки
- •Последовательность расчета многокорпусных выпарных установок
- •Основные направления повышения экономической эффективности выпарных установок
- •Интенсификация тепло- и массообмена
- •Утилизация вторичных энергоресурсов
- •Выпаривание с тепловым насосом
- •Улучшение эксплуатационных характеристик выпарных установок
- •Комбинирование выпаривания с другими технологическими процессами
- •Выпарные установки мгновенного испарения
- •Конструкции выпарных аппаратов
- •Выпарные аппараты с естественной циркуляцией
- •Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией
- •Пленочные выпарные аппараты
- •Основы теплового расчета выпарных аппаратов
- •Роторные тонкопленочные испарители
- •Выпарные аппараты погружного горения
- •Список литературы к главе 10
- •Содержание
- •Раздел I. Гидромеханические процессы
- •Глава 7 Основы теплопередачи 108
- •Глава 8 Нагревание, охлаждение, конденсация 217
- •Глава 9 основные принципы интеграции тепловых процессов 290
- •Глава 10 выпаривание 324
- •Раздел II. Тепловые процессы
- •Глава 7 Основы теплопередачи 108
- •Глава 8 Нагревание, охлаждение, конденсация 217
- •Глава 9 основные принципы интеграции тепловых процессов 290
- •Глава 10 выпаривание 324
- •Для заметок для заметок для заметок
- •Процеси та апарати хімічної технології
Теплообмен между твердыми телами при излучении
Количество тепла Q, передаваемого посредством излучения от более нагретого тела, имеющего температуруT1, к менее нагретому телу с температуройT2, в общем случае описывается уравнением
, (7.50)
где C1-2– коэффициент взаимного излучения;F– поверхность излучения; τ – время излучения; φ – угловой коэффициент.
Значение коэффициентов C1-2и φ зависит от отношения площадей поверхностей тел, участвующих в лучистом теплообмене, и их взаимного расположения в пространстве.
На практике наиболее важными являются следующие случаи лучистого теплообмена:
1) теплообмен между двумя плоскими телами, расположенными параллельно;
2) между двумя телами, одно из которых полностью охватывается другим;
3) между двумя телами, произвольно расположенными в пространстве.
Если два плоских тела расположены параллельно, то F =F1 =F2, φ = 1, а коэффициент взаимного излучения
. (7.51)
Когда тело, излучающее тепло, полностью охватывается другим телом, то F =F1, φ = 1, а коэффициент взаимного излучения имеет значение
. (7.52)
Здесь F1 – поверхность охватываемого тела, аF2 – поверхность охватывающего тела.
Для случая лучистого теплообмена между телами, произвольно расположенными в пространстве, количество тепла, переданного от одного тела к другому, определяют по уравнению
. (7.53)
В этом уравнении коэффициент взаимного лучеиспускания
, (7.54)
а угловой коэффициент φ1-2определяется из двойного интеграла
, (7.55)
где F1иF2– поверхности излучения двух произвольно расположенных тел; φ1и φ2 – углы, образуемые направлениями лучей с нормалями к излучающим поверхностям;l – расстояние между поверхностями, излучающими тепло.
Вычисление среднего углового коэффициента φ1-2по уравнению (7.55) вызывает большие трудности, поэтому его обычно определяют графическим путем.
В ряде случаев возникает необходимость уменьшения количества теплоты, переносимой путем лучистого теплообмена, либо организации защиты от вредного влияния сильного излучения. Для этого между излучающей и поглощающей поверхностями устанавливаются специальные перегородки – экраны, изготавливаемые из хорошо отражающих лучи материалов.
Количество теплоты, переносимой с помощью лучистого теплообмена между двумя параллельными поверхностями (φ = 1) площадью Fс температурамиT1иT2, (T1 >T2), в соответствии с уравнением (7.50)
.
Если между поверхностями 1 и 2 установлен экран, то он воспринимает теплоту, излучаемую поверхностью 1, и в свою очередь излучает ее на поверхность 2. При установившемся процессе количества поглощаемой Q1эи излучаемой теплотыQ2эодинаковы. Если температура экранаTэ, то
. (7.56)
Если степени черноты рассматриваемых поверхностей и экрана одинаковы, то и.
Следовательно,
. (7.57)
Сопоставление последнего равенства с уравнением (7.50) показывает, что установка экрана между обменивающимися лучистой энергией поверхностями уменьшает количество передаваемой теплоты вдвое. Обобщая этот вывод, можно показать, что при установке nподобных экранов количество передаваемого тепла уменьшается вn + 1 раз. Таким образом, путем установки нескольких экранов передачу тепла лучеиспусканием можно значительно снизить.