Теплообмен излучением

Полная энергия, излучаемая единицей поверхности абсолютно черного тела равна

.

Здесь - постоянная Больцмана; - плотность теплового потока излучением; T=273+t – абсолютная температура. Реальные тела излучают меньше абсолютно черного тела. В расчетах это учитывается введением эмпирического множителя , называемого степенью черноты:

.

Если тело имеет температуру Т₁ и окружено другими телами с температурой Т₂ , то обмен излучением энергией подчиняется соотношению

.

Формула справедлива, если площадь тела F₁ мала по сравнению с площадью F₂ всех окружающих тел, то есть F₁/F₂ , близко к нулю.

Теплопередача

Теплопередачей называется перенос теплоты от одной жидкости к другой через разделяющую стенку. На рисунке 1. показана плоская стенка толщиной .

Рис.1.2. Теплопередача через плоскую стенку

Определим удельный тепловой поток от жидкости с температурой к жидкости с температурой .

При установившемся состоянии количество теплоты, переданное от горячей жидкости к стенке, равно количеству теплоты, прошедшему в стенке, и количеству теплоты, отданному от стенки к холодной жидкости. Следовательно, для плотности теплового потока справедливы следующие выражения:

;

;

.

Из этих уравнений определяются частные температурные напоры

;

;

.

Складывая их, получим полный температурный напор:

,

из которого определяется значение плотности теплового потока

и значение коэффициента теплопередачи

.

Величина обратная коэффициенту теплопередачи называется общим термическим сопротивлением теплопередачи. Из полученного уравнения следует. Что эта величина равна:

-

Из этого соотношения следует, что общее термическое сопротивление равно сумме частных:

,

где, =1/₁ –частное термическое сопротивление теплоотдачи со стороны горячего теплоносителя;  - частное термическое сопротивление теплопроводности (стенки); =1/₂ – частное термическое сопротивление со стороны холодного теплоносителя.

Для многослойных стенок выражение, из которого определяется плотность теплового потока, имеет вид

,

.