21.Теплопередача при переменных температурных теплоносителей

При изменяющейся температуре теплоносителей интенсивность теплопередачи зависит от взаимного направления движения теплоносителей. Различают следующие варианты схем движения теплоносителей:

1)Прямоток

2)Противоток

3)Перекрёстный ток

4)Смешанный ток

Простой,Сложный

22.Расчет движущей силы теплового процесса при прямотоке

В пределах участка соприкосновения dF отдаётся количество тепла dQ. Выразим предыдущее выражение через водяной эквивалент:

Второй теплоноситель

Тогда

Пусть

Тогда

Проинтегрируем полученное выражение от 0 до F и от до

Выразим величину m из теплового баланса, записанного через водяные эквиваленты:

Сравнив полученное уравнение с основным уравнением теплопередачи получим выражение для средней движущей силы процесса теплопередачи при прямотоке:

- средняя логарифмическая разность температур.

23.Расчет движущей силы теплового потока при противотоке

Пусть у нас есть и .

При противотоке .

Коридорное расположение труб

Шахматное расположение труб

4. Теплоотдача при механическом перемешивании.

Коэффициент теплоотдачи в этих процессах зависит от конструкции теплообменника (рубашка, змеевик и т.д.), от конструкции мешалки и физических свойств перемешиваемой среды.

- модифицированный критерий Рейнольдса для мешалок

= вязкость жидкости при

5. Теплоотдача при естественной конвекции.

Коэффициент теплоотдачи зависит от формы, размеров поверхности, ее температуры, температуры жидкости, ее коэффициента объемного расширения и других теплофизических свойств .

Все критерии определяются при температуре

Определяющим геометрическим размером является:

а) для вертикальных поверхностей – высота

б) для горизонтальных поверхностей – диаметр наружных труб

в) для горизонтальной плоскости – длина

II. Теплоотдача при изменении агрегатного состояния.

1. Теплоотдача при конденсации паров.

Различают пленочную и капельную конденсацию. Коэффициент теплоотдачи при капельной конденсации гораздо выше.

12*10⁵ – пленочная 100*10⁵ – капельная

Поскольку капельная конденсация встречается редко, в основном для агрессивных соединений (пары Hg), то чаще всего в химической технологии реализуется пленочная конденсация.

Основное термическое сопротивление процесса теплообмена сосредоточено в пленке конденсата. В ядре потока оно пренебрежительно мало. Поэтому все теплофизические свойства рассчитываются для конденсата.

Все физические свойства конденсата определяются при средней температуре, определяемой как:

Физический смысл критерия конденсации:

Критерий конденсации (K) – это мера соотношения теплового потока, затрачиваемого на фазовое превращение к теплоте перегрева или переохлаждения фазы при температуре ее насыщения.

1,1Конденсация на вертикальной поверхности.

с^* = 2,04, определяющий геометрический размер – высота

1,2 Конденсация на горизонтальной поверхности.

с^* = 1,28, определяющий геометрический размер – d наружний

1,3Конденсация пара на наружной поверхности пучка горизонтальных труб.

Применяется поправочный коэффициент.

определяется по графику в зависимости от расположения труб и их количества.

1,4Конденсация парогазовых смесей в присутствии незначительных количеств воздуха и других неконденсированных газов.

Коэффициент теплоотдачи значительно уменьшается.

с – объемная концентрация неконденсирующегося компонента

Причины снижения коэффициента теплоотдачи в присутствии неконденсирующегося компонента.

1,Ухудшается омывание стенок конденсирующимся агентом (паром и т.д.)

1,Определение истиной поверхности теплоотдачи (в псевдоожиженном слое межфазная поверхность постоянно обновляется и определить среднюю величину достаточно сложно).

Определение действительной разности температур между твердыми частицами и псевдоожижающим агентом.

Особенности механизма передачи тепла в псевдоожиженном слое зернистого материала:

1,Перенос тепла от жидкости к твердым частицам зернистого слоя осуществляется конвективным теплообменом.

2,Внутри частиц преобладает теплопроводность.

3,Тепловое излучение отсутствует вследствие достаточно малой разности температур.

4,В качестве средней температуры принимают температуру псевдоожижающего агента, что не вполне корректно.

5,Основное термическое сопротивление оказывается слоем вокруг частиц зернистого материала.

Э

кстремальный характер зависимости от ω псевдоожиженного агента объясняется увеличенным , что приводит к интенсификации процесса, затем к резкому снижению его эффективности.

тела.