Теплопередача ч/з стенку.Основное ур-е теплопередачи.Коэффициенты теплопередачи и теплоотдачи.Средний темпер напор.

 

Пусть слева конденсир пар при темпер t₁, а справа кипит жид при t₂. Тогда δ_i-толщина I слоя стенки; λ_i-коэффициент теплопров материала i слоя; α_1,2-коэффиц теплоотдачи; К-коэффиц теплопередачи; ∆t_ср-средний темпер напор (средняя разность темпер теплонасителей или средняя движ сила процесса теплопередачи); F-площадь теплопередающей поверхности.

Тепловой поток в этом случае м/о найти по сопротивлению: Q=K·F·(t₁-t₂)

Однако очень часто темпер теплоносителей изменяются в доль теплопередающей поверхности. Поэтому в это уравнение подставляем сред темпер напор (основное ур-е теплопередачи): Q=K·F·∆t_ср

α- колич-во тепла отдаваемое поверхности стенки в один квадратный метр среде (или в обратном направлении) за 1с при средней разности темпер поверхности стенки и среды в 1 градус.

К- колич-во тепла которая переносится от горячего к холодному ч/з 1 м² поверхности теплопередачи за 1с при средней разности темпер теплоносит в 1 градус.

[α]=[K]=[Вт/м²·К]

1/К – термическое сопротивление теплопередаче;

1/α – термическое сопротивление теплоотдаче;

λ/δ – тепловая проводимость стенки;

δ/λ – термическое сопротивление стенки

Тепловой поток пропорционален поверности теплопередачи и среднему температ напору.

Средний темпера напор при противотоке значительно больше чем при прямотоке в теплоносителе. Средний темпер напор определяют ч/з разность темпер теплоносит на концах теплообменных аппаратов. Применяют или логарифмуют форму или среднеарифметическую формулу.

 

 

18.Греющие теплоносители.Охлаждающие теплоносители.

1.Наиболее доступный и экономичный греющий агент – насыщенный водяной пар, широко используемый благодаря большой теплоте конденсации, высокому коэффициенту теплоотдачи и постоянству температуры конденсации. Но нагревать паром выше 180-200˚С невыгодно из-за его высокого давления. Обычно нагревают глухим паром – через стенку, а иногда – острым (смешение пара с нагреваемой средой). Вода применяется обычно для нагрева не более 100˚С, используют воду под давлением. Вода уступает водяному пару по коэффициенту теплоотдачи и дает отложение (накипь). Для нагревания выше 200˚С применяются высокотемпературные теплоносители (перегретая вода, органические, ионные и жидкометаллические). Все перечисленные теплоносители – промежуточные.Прямыми источниками тепла, отдающими его промежуточным теплоносителям, являются дымовые газы (сжигание топлива) и электрическая энергия. Дымовым газам характерны низкие коэффициенты теплоотдачи (до 1000-1100˚С). Нагревание перегретой водой невыгодно (очень высокое давление) и применяется редко – до 350˚С. Температура нагрева органическими теплоносителями (до 400˚С) ограничивается их термическим разложением. Кроме того, они горючи и взрывоопасны (даутерн – смесь дифенила и дифенилоксида, минеральные масла, глицерин). Из ионных используются кремнийорганические (до 350˚С) соединения и нитрит-нитратная смесь (до 540˚С). Для жидкометаллических теплоносителей (Li, Na, K, Hg и т.д.) характерны высокие коэффициенты теплоотдачи, термостойкость. Но они коррозионноактивны. Нагревают ими до 800˚С и выше. В широком интервале температур можно нагревать электрическим током, например, в электропечах сопротивления. Но это сравнительно дорогой способ нагрева.

2.Для охлаждения до 10-30˚С используют воду и воздух. По сравнению с воздухом вода имеет большие значения теплоемкости и коэффициента теплоотдачи. Оборотную воду (отработанную воду теплообменников) охлаждают в градирнях, в которых навстречу распыляемой воде поднимается воздух. Вода используется для охлаждения как в поверхностных, так и в смесительных теплообменниках. Несмотря на низкий коэффициент теплоотдачи воздуха иногда воздушное охлаждение экономичнее водяного и находит все более широкое применение. Охладить до 0˚С можно введением в охлаждаемую среду льда. До более низких температур (ниже 0˚С) охлаждают в холодильных установках специальными хладоагентами (фреоны, аммиак, этан, пропан и т.д.).