6Процессы теплопередачи (2)

суммарной теплоотдачи будет иметь вид:

2. Теплопередача

Коэффициент теплопередачи k определяется количеством теплоты, передаваемым в единицу времени через единицу поверхности стенки от одной жидкости к другой при разности температур между ними в один градус.

формулу следующего вида

шаровой стенки

При практических расчётах надо проверять соотношение термических сопротивлений; относительно малыми из них всегда можно пренебречь.

отсюда частные температурные напоры, получаем:

единицу оребренной поверхности, то расчётное уравнение примет вид:

Отношение площадей оребренной поверхности F2 и гладкой F1 называется коэффициентом оребрения.

Примером оребренной поверхности являются отопительные радиаторы.

прослойку между ними можно рассматривать как перенос теплоты через сложную трёхслойную стенку. Вся задача при этом сводится к правильному выбору значения эффективного коэффициента теплопроводности прослойки.

Так как через прослойку теплота передаётся не только путём теплопроводности, но также конвекцией и излучением, то тепловой поток, переданный от горячей поверхности к холодной через прослойку, равен:

является лишь частью сложной стенки, то, чтобы иметь возможность произвести расчёты по формулам для многослойной стенки, необходимо определить эффективный коэффициент теплопроводности λэфф прослойки с учётом передачи теплоты излучением.

формулах, учитывающие влияние теплового излучения отпадают

стенки и увеличения коэффициента теплопроводности материала.

Теплоотдача соприкосновением может быть интенсифицирована путём перемешивания жидкости и увеличения скорости движения.

При тепловом излучении − путём повышения степени черноты и температуры излучающей поверхности.

В качестве примера теплопередачи рассмотрим формулу коэффициента теплопередачи для плоской стенки, когда её термическим сопротивлением можно пренебречь (δ/λ = 0)

Откуда следует, что коэффициент теплопередачи всегда меньше самого малого из коэффициентов теплоотдачи.

теплопередачи.

Если частные термические сопротивления различны, то, чтобы увеличить теплопередачу, достаточно уменьшить наибольшее из них.

Если же все частные термические сопротивления одного порядка, то увеличение теплопередачи возможно за счёт уменьшения любого из сопротивлений. Изменение каждого из них вызывает тем большее изменение теплопередачи, чем больше было первоначальное отношение этого термического сопротивления к остальным.

термическое сопротивление. При этом достаточно увеличить какое-либо из частных термических сопротивлений, что может быть сделано по разному.

В большинстве случаев это достигается путём нанесения на стенку слоя тепловой изоляции.

1. Виды изоляции.

Тепловой изоляцией называется такое вспомогательное покрытие, которое способствует снижению потери теплоты в окружающую среду.

Изоляционными называются такие материалы, коэффициент теплопроводности которых при температурах 50 − 100°С меньше 0,2 Вт/(м⋅ °С).

разбрызгивается.

Зонолит получается из вермикулита (сорт слюды) путём прокаливания его при температуре 700 − 800°С.

Асбослюда представляет собой смесь асбеста и слюдяной мелочи.

Совелит является продуктом химического производства.

Альфолевая изоляция представляет из себя воздух, в котором уменьшается коэффициент конвекции и снижается теплоотдача излучением путём экранирования алюминиевой фольгой.

Коэффициент теплопроводности материалов в сильной мере зависит от их пористости, о которой можно судить по величине плотности.

При выборе материала для изоляции необходимо принимать во внимание механические свойства материала, а также их способность поглощать влагу и выдерживать высокую температуру.

= 20°С толщину изоляции трубопроводов с точностью до 3 − 5% можно определить по формуле

Если температура окружающей среды не 20°С, а выше, то тепловые потери уменьшаются: на каждые 5°С повышения температуры тепловые потери снижаются приблизительно на 1,5%.

материал изоляции выбран правильно, если λиз удовлетворяет неравенству

Общее термическое сопротивление теплопередачи трубопровода, на который наложен слой изоляции

До наложения слоя изоляции общее термическое сопротивление теплопередачи трубопровода составляло