Влияние на теплоотдачу неконденсирующихся газов
Когда насыщенный пар содержит воздух и газы, коэффициент теплоотдачи значительно уменьшается, т.к. воздух скапливаясь у стенки создает подушку, через которую молекулы пара движутся путем диффузии.
Точных методов расчета теплоотдачи от паро-газовых смесей пока нет и поэтому следует пользоваться справочными данными.
Теплоотдача при кипении жидкости
Характер кипения и его интенсивность зависят от разности температур поверхности стенки, отдающей тепло и t кип. жидкости, т.е. от ∆ t = t ст. - t кип. ∆ t тем больше, чем больше q – удельная тепловая нагрузка поверхности нагрева – или плотность теплового потока:
(Вт/м2).
При небольших q образование пара на обогреваемой поверхности происходит лишь в отдельных ее точках ( на центрах парообразования – бугорки на шероховатой поверхности, загрязнения и т.п.).
С возрастанием ∆ t или повышением давления число центров парообразования увеличивается, и кипение становится более интенсивным.
Если кипение происходит в большом объеме при малых ∆ t , а значит небольших q (при атм.давлении ∆ t 
5о, q 5 
3 ккал/м2час), то процесс определяется в основном естественной конвекцией и α можно приближенно определить по формулам для естественной конвекции.
С возрастанием q интенсивно образующиеся пузырьки пара способствуют увеличению скорости движения жидкости, α при этом увеличивается. Режим кипения в данном случае называется пузырьковым.
|
|
|
При дальнейшем увеличении ∆ t или q образующиеся пузырьки сливаются между собой и на поверхности теплообмена образуется сплошная пленка пара. α резко уменьшается. Этот режим называется пленочным.
Характер изменения α и q от ∆ t иллюстрируется на рисунке. Видно, что α сильно возрастает с увеличением ∆ t при пузырьковом режиме кипения, достигает max в критической точке и резко уменьшается при переходе к пленочному режиму и не зависит от ∆ t в пленочном режиме.
q изменяется аналогично. В области пленочного режима q пропорциональна ∆ t .
Оптимальным является режим приближающийся к критическому. Для воды – при атммосферном давлении.
qкр . ~ 106 Вт/м2; αкр. ~ 104 Вт/м2*К.
Коэффициент теплоотдачи α для воды для пленочного режима, естественной конвекции и давлениях от 0,2 до 100 атм. определяется по формулам:
α = Aq 0,7 .
А – зависит от физических cвойств жидкости. Для других жидкостей, особенно растворов, определение α сложнее. Следует пользоваться справочными данными.
С увеличением P α снижается.
Теплопередача
Теплопередачей называется процесс передачи тепла от одного теплоносителя к другому через разделяющую их поверхность.
|
|
|
Количество передаваемого тепла определяется по уравнению 
, которое называется основным уравнением теплопередачи. Здесь К – коэффициент теплопередачи, который является суммирующим коэффициентом, учитывающим переход тепла из ядра потока одного теплоносителя к стенке (теплоотдача), перенос тепла через стенку (теплопроводность) и от стенки к ядру другого теплоносителя (теплоотдача). На рис. d - толщина стенки;l - коэффициент теплопроводности стенки, tж1, tж2- температура жидкости в ядре потока, tст1, tст2 – температура стенки, a1, a2 – коэффициенты теплоотдачи. При установившемся режиме количество тепла, передаваемое в единицу времени через площадь F из ядра потока 1-го теплоносителя к стенке равно количеству тепла, передаваемого через стенку и далее от стенки к ядру 2-го теплоносителя.
; 
; 
. Выразим 
из них: 
Отсюда: 
.
Или 
, где 
. 
- величина обратная коэффициенту теплопередачи, представляющая собой термическое сопротивление теплопередаче, 
- термические сопротивления теплоотдаче, 
- термическое сопротивление стенки.
Tермическое сопротивление теплопередаче является суммой термических сопротивлений теплоотдачи и стенки.
|
|
|
При расчете К многослойнойстенки:
, где i = номер слоя, n = число слоев.
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 279; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!