Коэффициент теплоотдачи при изменении агрегатного состояния
Особенность процессов теплообмена при испарении, конденсации, кристаллизации и плавлении заключается в том, что теплота подводится или отводится от веществ при постоянной температуре и распространяется в двух фазах. Эти особенности теплоотдачи учитываются введением в критериальные уравнения конвективного теплообмена критериев фазового превращения – критерия КутателадзеKu ≡ r/(cΔt), икритерий Галилея – являющегося мерой отношения сил молекулярного трения и тяжести в потоке Ga ≡ gl3/v2.
Экспериментальным путем получены конкретные уравнения, из которых выведены формулы для определения коэффициентов теплоотдачи:
(2.21)
где Δtпк — разность между температурой насыщенного пара и температурой стенки, °С; Н — высота вертикальной трубы или стенки, м.
Значение теплоты фазовых превращений r вычисляют при температуре конденсации по справочным таблицам /4/, (для решения зада, можно воспользоваться приложением Е), а параметры конденсата λ, ρ, μ – при средней температуре пленки конденсата tпк = (tст+tконд)/2.
В случае конденсации пара по горизонтальной трубе формула будет иметь вид
, (2.22)
где D — внешний диаметр трубы.
Обычно в расчетах предварительно задаются значениями разности температур (или температурой поверхности 
), а затем эту величину уточняют методом последовательных приближений; искомую 
или вычисляют из балансовых уравнений удельных тепловых потоков:
|
|
|
(2.23)
где 
и 
средняя температура горячего и холодного теплоносителей;
для парового теплообменника 
;
и 
температура поверхности теплопередачи со стороны горячего и со стороны холодного теплоносителей, 
.
Определяющий геометрический размер d, принимается равным эквивалентному диаметру dэ:
, (2.24)
где s – площадь поперечного сечения потока, м2;
П – смоченный периметр, м.
Для теплоносителя внутри труб круглого сечения 
.
Связь коэффициента теплопередачи с коэффициентами теплоотдачи.
Коэффициент теплопередачи рассчитывают на основании коэффициентов теплоотдачи, вычисленных по критериальным уравнениям.
Из сопоставления уравнений получают
(2.25)
Величина 1/К, обратная коэффициенту теплопередачи, называется общим термическим сопротивлением теплопередачи и обозначается R = r1+rст + r2. Величины 1/α1, и 1/α2, называются частными термическими сопротивлениями r1 и r2, а δ/λ — термическим сопротивлением стенки rст.
|
|
|
Коэффициент теплопередачи всегда меньше минимального коэффициента теплоотдачи.
Для расчетов используют следующие уравнения.
Для плоской поверхности нагрева и для цилиндрической (если у трубы 
)
, (2.26)
(2.27)
где 
– суммарное термическое сопротивление стенки и загрязнений;
и 
– термическое сопротивление загрязнений поверхности нагрева аппаратасо стороны горячего и холодного теплоносителей, 
.
– коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к поверхности теплопередачи (стенке), 
;
– коэффициент теплоотдачи от стенки к холодному теплоносителю, ;
– толщина стенки поверхности теплопередачи, м;
– теплопроводность материала теплопередающей поверхности,
Ориентировочные значения 
для некоторых теплоносителей приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Ориентировочные значения термического сопротивления теплоносителей
| Теплоноситель | 
|
| Вода загрязненная | 
|
| » среднего качества | 
|
| » очищенная | 
|
| Масло | 
|
| Органические жидкости, рассолы, жидкие хладагенты Водяной пар (содержащий масло) | 
|
| Пары органических жидкостей | 
|
| Воздух | 
|
* Большие значения соответствуют более высоким температурам.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 721; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!