Теплопередача. Сложный теплообмен. Теплопередача между двумя жидкостями через разделяющую их стенку. (Занятие 12)

1. Часть 2

Основы теории
теплообмена
Занятие 12
Теплопередача. Сложный теплообмен. Теплопередача между
двумя жидкостями через разделяющую их стенку.
Теплопередача через плоскую стенку: основное уравнение и
коэффициент теплопередачи. Интенсификация теплопередачи.
Теплообменные аппараты. Классификация.
Расчет теплообменных аппаратов.

2.

Сложный теплообмен – процесс
передачи теплоты двумя или тремя
способами одновременно
Суммарный коэффициент теплоотдачи:
к л
Где коэффициент
теплоотдачи излучением:
Суммарное термическое
сопротивление теплоотдачи:
qл
л
tc t г
1
1
R
к л

3. Теплопередача

- стационарный процесс переноса теплоты от одного
теплоносителя к другому через разделяющую их стенку
t
tж1 tс1
tж1
tс1
tс2
Q
t ж1 t ж2
1 F
QR 1
tс1 tс2 QR
tж2
x
Q
tс2 tж2
Q
2 F
1
1
Q
R
F
2F
1
QR 2

4. Теплопередача

Q
t ж1 t ж2
1
1
R
1 F
2 F
t ж1 t ж2
К t ж1 t ж2
R 1 R R 2
К – коэффициент теплопередачи
1
К
R 1 R R 2
Вт
K
RК – термическое сопротивление теплопередачи
R R 1 R R 2
1
К

5. Теплопередача

Для многослойной стенки:
К
1
n
R 1 R i R 2
Вт
К
i 1
Температура стенок:
Q
tс1 tж1
1 F
tс2 t ж2
Удельная величина:
k
1
1
1 2
1
Вт
м2К
q
2

6. Интенсивность тепловых процессов

Коэффициент теплопров
Коэффициент теплоотда
Коэффициент теплопере

7. Интенсификация теплопередачи

t ж1 t ж2
Q
R 1 R R 2
t ж1 t ж2
1
1
R
1 F
2 F
коэффициент оребрения:
K ор
Fор
Fгл
Термосопротивление оребреной
поверхности:
1
R ор
K ор 10
2 Fор
t ж1 t ж2
Q
R 2
R 1 R
10

8. Теплопередача через цилиндрическую стенку

2
t
d
ql d1 1 t æ 1 tc1
tж1
tс1
ql
ln
tж2
d2
d1
2
d1
tæ 1 tæ 2
x
1
t æ 1 tc1 ql
d1 1
1
d2
tñ1 tc 2 ql
ln
2 d1
tc 2 t æ 2
0
tc 2
ql d 2 2 tc 2 t æ 2
tс2
q
c1
1
ql
d 2 2
1
1
d2
1
t ql
ln
d1 1 2 d1 d 2 2

9. Теплопередача через цилиндрическую стенку

ql
t
1
1
d2
1
ln
d1 1 2 d1 d 2 2
kl – коэффициент теплопередачи
1
kl
1
1
d2
1
ln
d1 1 2 d1 d 2 2
Сопротивление теплопередачи
1
Rl
kl
1
1
d2
1
Rl
ln
R1 R2 R3
d1 1 2 d1 d 2 2

10. Теплопередача через цилиндрическую стенку

1
1
d2
1
Rl
ln
R1 R2 R3
d1 1 2 d1 d 2 2
При диаметре меньше
критического тепловая
изоляция теряет свою роль
Сталь – 6,6м
Асбест – 24 мм
Бетон – 160 мм

11. Теплообменные аппараты

- устройство, предназначенное для нагревания,
охлаждения или для изменения агрегатного состояния
теплоносителя
По способу передачи теплоты классифицируются:
1. Смесительные
градирня

12. Теплообменные аппараты

Струйный смесительный теплообменный аппарат для подогрева воды
паром при термической деаэрации

13. Теплообменные аппараты

2. Рекуперативные (поверхностные)
Схема кожухотрубчатого рекуперативного
теплообменника для передачи теплоты от одного
теплоносителя к другому.

14. Теплообменные аппараты

3. Регенеративные
Используется промежуточный
теплоноситель:
-Листы металла
-Кирпич
-Сыпучий материал
-Пар и его конденсат

15. Теплообменные аппараты

3. Регенеративные
Термосифон
Тепловая труба

16. Расчет теплообменных аппаратов

Основные уравнения:
1. Уравнение теплопередачи:
Q K F t
2. Уравнение теплового баланса:
/
Q m1c1 t1
//
t1
//
m2 c2 t2
Где m - расход теплоносителя:
m v S
/
t2

17. Расчет теплообменных аппаратов

3. При нестационарном процессе t const, поэтому
используют средний температурный напор tср
а) противоток
/
tmax t1
//
tmin t1
//
t2
/
t2

18. Расчет теплообменных аппаратов

б) прямоток
/
/
tmax t1 t2
/
/
tmin t1 t2
//
t2
//
t1
Может быть только при
противотоке!!!

19. Расчет теплообменных аппаратов

Средний логарифмический температурный
напор:
tср
tmax tmin
tmax
ln
tmin