Расчет теплообменников

Конструкторский расчет теплообменников производится по уравнениям теплопередачи, теплового баланса, массового расхода теплоносителей.

Получим уравнения для поверочного расчета, цель которого – определить передаваемую теплоту (Q) и конечные температуры теплоносителей (t₁¢¢, t₂¢¢).

Прямоток

На основании (9.14)

или

(9.20)

Если левую и правую части уравнения (9.20) вычесть из разности температур (t₁¢- t₂¢ ) и учесть соотношение (9.4), то получим формулу (9.21), из которой можно найти температуру горячего теплоносителя (t₁¢¢) на выходе из теплообменника,

(9.21)

где

Тогда передаваемая теплота и температура холодного теплоносителя (t₂¢¢) определяется из уравнения теплового баланса

	(9.22)
	(9.23)

Противоток

Аналогичные алгебраические преобразования для противотока дают расчетную формулу для тепла

(9.24)

где

Конечные температуры теплоносителей (t₁¢¢, t₂¢¢) можно рассчитать по уравнению теплового баланса (9.3).

Получим уравнения для поверочного расчета теплообменников с кипением и конденсацией.

1. Конденсатор, охлаждаемый водой. График изменения температур теплоносителей приведен на рис. 9.2.

При конденсации пара

t₁=t_s=const, Dt₁=0,

Тогда

а на основании (9.20) получим формулу

,

по которой можно рассчитать конечную температуру холодного теплоносителя

,

(9.25)

а затем определить передаваемую теплоту

(9.26)

 

2. Испаритель воды, нагреваемый продуктами сгорания топлива, рис. 9.3.

При кипении воды t₂=t_S=const, Δt₂=0; = , C₂= G₂ = .

Тогда

на основании (9.20)

Расчетные формулы для и Q запишутся в виде

(9.27)

 

(9.28)

Сравнение двух основных схем движения теплоносителей прямотока и противотока можно произвести на основании уравнений (9.22) и (9.24)

.

(9.29)

Анализ зависимости (9.29) показывает, что прямоток и противоток равнозначны при следующих условиях:

1. Если или , т.е. для теплообменников, в которых один из теплоносителей изменяет свое агрегатное состояние (испаряется или конденсируется).

2. Если , что справедливо при или .

Во всех остальных случаях <1, т.е. передаваемая теплота при противотоке больше, чем при прямотоке.

Контрольные вопросы и задания

1.Назовите основные уравнения для расчета рекуперативных теплообменников. Какими коэффициентами оценивается эффективность работы теплообменников?

2.Можно ли утверждать, что КПД теплообменника (η) характеризует количественные потери тепла, а эксергетический КПД (η_экс) – качество потерь тепла?

3.Как вычисляется средний температурный напор для прямотока, противотока и других схем движения теплоносителей?

4. Как вычисляются средние температуры теплоносителей? Для расчета каких величин они нужны?

5.В каких случаях прямоток и противоток равнозначны?

6.Каковы задачи конструкторского и поверочного расчетов теплообменников?

Пример решения задачи

Определить поверхность нагрева и эксергетический КПД противоточного теплообменника типа "труба в трубе". По внутренней трубе движется греющая вода. Начальная температура воды t₁¢=90^оС, массовый расход G₁=1,5кг/с. Диаметр трубы d₂/d₁=40/37 мм, коэффициент теплопроводности ее стенки l=50 Вт/м×К. Нагреваемая вода движется внутри кольцевого канала между трубами. Внутренний диаметр наружной трубы D=60 мм. Расход нагреваемой воды G₂=1,4 кг/с, её температура на входе t₂¢=20^оС, на выходе t₂¢¢=70^оС. КПД теплообменника, учитывающий потери тепла в окружающую среду, h =0,95. Температура окружающей среды t_ос=20^оС.

Решение

Приняв теплоемкость воды =4185 Дж/кг×К для интервала температур от t₂¢=20^оС до t₂¢¢=70^оС (табл. 2 приложения), определим количество теплоты, передаваемой нагреваемой воде

 

Q=G2 (t2¢¢- t2¢ )=1,4×4185 (70-20)=2,93×105 Вт.

 

Температура греющей воды на выходе из теплообменника определится из уравнения теплового баланса. Пусть =4190 Дж/кг×К,

Q=G1 (t1¢- t1¢¢ )h ,

Определяем средний температурный напор для противоточной схемы движения теплоносителей (рис.9.1, б):

и средние температуры теплоносителей. Так как Dt₁=t₁¢-t₁¢¢=90-49,1=40,9^oC меньше Dt₂= t₂¢¢-t₂¢ =50^oC, то средняя температура греющей воды

средняя температура нагреваемой воды

 

Из табл.2 приложения возьмем физические параметры греющей воды при =70^оС:

r₁=977,8 кг/м³; λ₁=66,8×10^-2 Вт/м×К; v₁=0,415×10^-6 м²/с; =2,55;

нагреваемой воды при =45^оС:

r₂=990,1 кг/м³; λ₂=64,15×10^-2 Вт/м×К; v₂=0,6075×10^-6 м²/с; =3,925.

Определим скорости движения теплоносителей: греющей воды, движущейся в трубе,

нагреваемой воды, движущейся в кольцевом зазоре,

Рассчитаем коэффициенты теплоотдачи от греющей воды к поверхности трубы (a₁) и от поверхности трубы к нагреваемой воде (a₂).

Число Рейнольдса для греющей воды

Так как Re₁>10⁴, коэффициент теплоотдачи находим по уравнению (7.28). Поправочный коэффициент принимаем равным 1, т.к. /d >50. Температуру внутренней и наружной поверхностей трубы принимаем одинаковой, равной

При этой температуре Pr_c=3,13,

Nu1=0,021 (1,275×105)0,8×2,550,43(2,55/3,13)0,25=362,

Коэффициент теплоотдачи a₂ рассчитывается по уравнению (7.30). Эквивалентный диаметр кольцевого канала d_э=D- d₂=0,06-0,04=0,02 м.

Число Рейнольдса

Число Нуссельта и коэффициент теплоотдачи,

Nu2=0,017 (2,963×104)0,8×3,9250,4(3,925/3,13)0,25 (0,06/0,04)0,18=126,4;

Рассчитываем коэффициент теплопередачи. Толщина стенки трубы

d=0,5 (d₂-d₁)=0,5 (0,04-0,037)=1,5×10^{-3 м.}

Коэффициент теплопередачи

Площадь поверхности нагрева теплообменника определим из уравнения теплопередачи

Определим температуры на поверхностях внутренней трубы из уравнений

Полученные температуры и примерно на 2^оС отличаются от принятой ранее = =57,3 ^оС, поэтому расчет можно не уточнять и оставить полученный результат: площадь поверхности теплообмена F=5,18 м².

Эксергетический КПД теплообменника и разности эксергий теплоносителей рассчитываются по формулам

Принимая средние давления теплоносителей равными атмосферному р»1бар, из таблиц воды и водяного пара [6] при р=1бар и температурах t₁¢, t₁¢¢, t₂¢ и t₂¢¢ найдем соответствующие значения энтальпий (h) и энтропий (s) теплоносителей и произведем необходимые расчеты:

 

Ответы: F=5,18 м², h_экс=0,634.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. - М.: Энергоиздат, 1981. – 416 с.

 

2. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. – М.: Энергия, 1977. – 344 с.

 

3. Теплотехника /Под ред. А.П. Баскакова. – М.: Энергоатомиздат, 1991. –224 с.

 

4. Алабовский А.М., Недужий И.А. Техническая термодинамика и теплопередача. – К.: Высш. шк., 1990. – 255 с.

 

5. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. – М.: Энергия, 1980. –288 с.

 

6. Вукалович М.П., Ривкин С.Л., Александров А.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. – М.: Изд. стандартов, 1969. – 408 с.

 

7. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник. Кн. 2 / Под общ. ред. В.А. Григорьева и
В.И. Зорина. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 512 с.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

 

Таблица 1

 

Физические параметры сухого воздуха

при давлении р = 760 мм рт. ст.

 

t, ºC	ρ, кг/м3	ср, , кДж/кг∙К	, Вт/(м∙К)	, м2/ с	, Па∙с	, м2/с	Pr
-50 -40 -30 -20 -10	1,584 1,515 1,453 1,395 1,342   1,293 1,247 1,205 1,165 1,128 1,093   1,060 1,029 1,000 0,972 0,946   0,898 0,854 0,815 0,779 0,746   0,674 0,615 0,566 0,524 0,456   0,404 0,362 0,329 0,301 0,277   0,257 0,239	1,013 1,013 1,013 1,009 1,009   1,005 1,005 1,005 1,005 1,005 1,005   1,005 1,009 1,009 1,009 1,009   1,009 1,013 1,017 1,022 1,026   1,038 1,047 1,059 1,068 1,093   1,114 1,135 1,156 1,172 1,185   1,197 1,210	2,04 2,12 2,20 2,28 2,36   2,44 2,51 2,59 2,67 2,76 2,83   2,90 2,96 3,05 3,13 3,21   3,34 3,49 3,64 3,78 3,93   4,27 4,60 4,91 5,21 5,74   6,22 6,71 7,18 7,63 8,07   8,50 9,15	12,7 13,8 14,9 16,2 17,4   18,8 20,0 21,4 22,9 24,3 25,7   26,2 28,6 30,2 31,9 33,6   36,8 40,3 43,9 47,5 51,4   61,0 71,6 81,9 93,1 115,3   138,3 163,4 188,8 216,2 245,9   276,2 316,5	14,6 15,2 15,7 16,2 16,7   17,2 17,6 18,1 18,6 19,1 19,6   20,1 20,6 21,1 21,5 21,9   22,8 23,7 24,5 25,3 26,0   27,4 29,7 31,4 33,0 36,2   39,1 41,8 44,3 46,7 49,0   51,2 53,5	9,23 10,04 10,80 12,79 12,43   13,28 14,16 15,06 16,0 16,96 17,95   18,97 20,02 21,09 22,10 23,13   25,45 27,80 30,09 32,49 34,85   40,61 48,33 55,46 63,09 79,38   96,89 115,4 134,8 155,1 177,1   199,3 233,7	0,728 0,728 0,723 0,716 0,712   0,707 0,705 0,703 0,701 0,699 0,698   0,696 0,694 0,692 0,690 0,688   0,686 0,684 0,682 0,681 0,680   0,677 0,674 0,676 0,678 0,687   0,699 0,706 0,713 0,717 0,719   0,722 0,724

 

Таблица 2

Физические свойства воды при давлении р = 760 мм рт.ст.

 

t, ºС	ρ, кг/м3	h, кДж/кг		λ∙102, Вт/(м∙К)	а∙108, м2/с	μ∙106, Па∙с	ν∙106 , м2/с	β∙104 1/К	σ∙104 , Н/м	Pr
	999,9 999,7 998,2 995,7 992,2   988,1 983,2 977,8 971,8 965,3 958,4	0,0 42,04 83,91 125,7 167,5   209,3 251,1 293,0 335,0 377,0 419,1	4,212 4,191 4,183 4,174 4,174   4,174 4,179 4,187 4,195 4,208 4,220	55,1 57,4 59,9 61,8 63,5   64,8 65,9 66,8 67,4 68,0 68,3	13,1 13,7 14,3 14,9 15,3   15,7 16,0 16,3 16,6 16,8 16,9	801,5 653,3   549,4 469,9 406,1 355,1 314,9 282,5	1,789 1,306 1,006 0,805   0,556 0,478 0,415 0,365 0,326 0,295	-0,63 0,70 1,82 3,21 3,87   4,49 5,11 5,70 6,32 6,95 7,52	756,4 741,6 726,9 712,2 696,5   676,9 662,2 643,5 625,9 607,2 588,6	13,67 9,52 7,02 5,42 4,31   3,54 2,98 2,55 2,21 1,95 1,75

 

Таблица 3

Физические свойства дымовых газов

(р=760 мм рт. ст., = 0,13, = 0,11)

 

t, ˚C	ρ, кг/м3		λ∙102, Вт/(м∙К)	∙106, м2/с	μ∙106, Па∙с	ν∙106, м2/с	Pr
	1,295 0,950 0,748 0,617 0,525   0,457 0,406 0,363 0,330 0,301 0,275   0,257 0,240	1,042 1,068 1,097 1,122 1,151   1,185 1,214 1,239 1,264 1,290 1,306   1,323 1,340	2,28 3,13 4,01 4,84 5,7   6,56 7,42 8,27 9,15 10,0 10,90   11,75 12,62	16,9 30,8 48,9 69,9 94,3   121,1 150,9 183,8 219,7 258,0 303,4   345,5 392,4	15,8 20,4 24,5 28,2 31,7   34,8 37,9 40,7 43,4 45,9 48,4   50,7 53,0	12,20 21,54 32,80 45,81 60,38   76,30 93,61 112,1 131,8 152,5 174,3   197,1 221,0	0,72 0,69 0,67 0,65 0,54   0,63 0,62 0,61 0,60 0,59 0,58   0,57 0,56

 

Таблица 4

Физические свойства трансформаторного масла

t, ˚C	ρ, кг/м3		λ, Вт/(м∙К)	μ∙104, Па∙с	ν∙106, м2/с	∙108, м2/с	β∙104, 1/К	Pr
	892,5 886,4 880,3 874,2 868,2 862,1   856,0 850,0 843,9 837,8 831,8   825,7 819,6	1,549 1,620 1,666 1,729 1,788 1,846   1,905 1,964 2,026 2,085 2,144   2,202 2,261	0,1123 0,1115 0,1106 0,1008 0,1090 0,1082   0,1072 0,1064 0,1056 0,1047 0,1038   0,1030 0,1022	629,8 335,5 198,2 128,5 89,4 65,3   49,5 38,6 30,8 25,4 21,3   18,1 15,7	70,5 37,9 22,5 14,7 10,3 7,58   5,78 4,54 3,66 3,03 2,56   2,20 1,92	8,14 7,83 7,56 7,28 7,03 6,80   6,58 6,36 6,17 6,00 5,83   5,67 5,50	6,80 6,85 6,90 6,95 7,00 7,05   7,10 7,15 7,20 7,25 7,30   7,35 7,40	87,8 71,3 59,3 50,5 43,9   38,8 34,9

 

Таблица 5

Физические свойства масла МС – 20

t, ˚C	ρ, кг/м3		λ, Вт/(м∙К)	μ∙104, Па∙с	ν∙106, м2/с	∙108, м2/с	β∙104, К-1	Pr
-10	990,3 903,6   897,9 892,3 886,6 881,0 875,3   869,6 864,0 858,3 852,7 847,0   841,3 835,7 830,0 824,4 818,7	1,951 1,980   2,010 2,043 2,072 2,106 2,135   2,165 2,198 2,227 2,261 2,290   2,320 2,353 2,382 2,420 2,445	0,136 0,135   0,135 0,134 0,132 0,131 0,130   0,129 0,128 0,127 0,126 0,126   0,124 0,123 0,122 0,121 0,120	- -   -   798,5 498,3 336,5 234,4 171,7   132,4 101,0 79,76 61,80 53,17	- -   -   91,9 58,4 39,2 27,5 20,3   15,7 12,1 9,61 7,50 6,50	7,75 7,58   7,44 7,30 7,19 7,08 7,00   6,86 6,75 6,67 6,56 6,44   6,36 6,25 6,17 6,08 6,00	6,24 6,27   6,31 6,35 6,38 6,42 6,46   6,51 6,55 6,60 6,64 6,69   6,73 6,77 6,82 6,87 6,92	- -   -

Таблица 6

Физические свойства масла МК

t, ˚C	ρ, кг/м3		λ, Вт/(м∙К)	μ∙104 , Па∙с	ν∙106, м2/с	∙108, м2/с	β∙104, К-1	Pr
	911,0 903,0 894,5 887,5 879,0   871,5 864,0 856,0 848,2 840,7   838,0 825,0 817,0 809,2 801,6	1,645 1,712 1,758 1,804 1,851   1,897 1,943 1,989 2,035 2,081   2,127 2,173 2,219 2,265 2,311	0,1510 0,1485 0,1461 0,1437 0,1413   0,1389 0,1363 0,1340 0,1314 0,1290   0,1264 0,1240 0,1214 0,1188 0,1168	961,4 603,3 399,3 273,7 202,1   145,2 110,4 87,31 70,34 56,90	691,2 342,0 186,2   110,6 69,3 46,6 32,3 24,0   17,4 13,4 10,7 8,70 7,10	9,94 9,58 9,28 8,97 8,69   8,39 8,14 7,89 7,61 7,33   7,11 6,92 6,69 6,53 6,25	8,56 8,64 8,71 8,79 8,86   8,95 9,03 9,12 9,20 9,28   9,37 9,46 9,54 9,65 9,73	193,5 133,3 113,5

Таблица 7

Температура кипения воды в зависимости от давления

р, бар	ts ,ºC	Р,бар	ts ,ºC	р,бар	ts ,ºC	р,бар	ts ,ºC	р,бар	ts ,ºC
	99,6 120,2 133,5 143,6 151,8   158,8 165,0 170,4 175,4 179,9   184,1 188,0 191,6 195,0 198,3   201,4 204,3 207,1 209,8 212,4   214,8 217,2 219,6 221,8 223,9		226,0 228,1 230,1 232,0 233,8   237,4 240,9 244,2 247,3 250,3   253,2 256,1 258,8 261,4 263,9   266,4 268,8 271,1 273,4 275,6   277,7 279,8 281,9 283,9 285,8		287,7 289,6 291,4 293,2 295,0   296,7 298,4 300,1 301,7 303,3   304,9 306,5 308,0 309,5 311,0   312,4 313,9 315,3 316,7 318,0   319,4 320,7 322,1 323,4 324,6		325,9 327,2 328,4 329,6 330,8   332,0 333,2 334,4 335,5 336,6   337,8 338,9 340,0 341,0 342,0   343,2 344,2 345,3 346,3 347,3   348,3 349,3 350,3 351,3 352,3		353,2 354,2 355,1 356,0 357,0   357,0 358,8 359,7 360,6 361,4   362,3 363,2 364,0 364,9 365,7   366,5 367,4 368,2 369,0 369,8   370,6 371,4 372,2 372,9 373,7

Критическое состояние: р_кр = 221,29 бар, t_кр = 374,15ºС

Таблица 8

Физические свойства воды на линии насыщения

t, °C	р, бар	ρ, кг/м3	h, кДж/кг	ср, кДж кг∙К	λ, Вт м∙К	а∙108 м2/с	μ∙106, Па∙с	ν∙106, м2/с	β∙104, К-1	σ∙104, Н/м	Pr
	0,0123 0,0234 0,0424 0,0737 0,123   0,199 0,312 0,474 0,701 1,013   1,433 1,985 2,701 3,614 4,760   6,180 7,920 10,03 12,55 15,55	999,7 998,3 995,8 992,3 988,0   983,2 977,7 971,6 965,2 958,1   950,7 942,7 934,6 925,8 916,8   907,3 897,3 886,9 876,0 864,7	41,99 83,86 125,66 167,45 209,26   251,09 292,97 334,92 376,94 419,06   461,3 503,7 546,3 589,1 632,2   675,5 719,1 763,1 807,5 852,4	4,193 4,182 4,179 4,179 4,181   4,185 4,190 4,197 4,205 4,216   4,229 4,245 4,263 4,285 4,310   4,339 4,371 4,408 4,449 4,497	0,586 0,602 0,617 0,630   0,653 0,662 0,669 0,675 0,680   0,683 0,685 0,687 0,687 0,686   0,684 0,681 0,676 0,671 0,664	14,4 14,8 15,2 15,6   15,9 16,2 16,4 16,6 16,8   17,0 17,1 17,2 17,3 17,4   17,4 17,4 17,3 17,2 17,1	1299,2 1001,5 797,0 651,3 544,0   463,0 400,5 351,0 311,3 279,0   252,2 230,0 211,0 195,0 181,0   169,0 158,5 149,3 141,2 133,8	1,300 1,003 0,800 0,656 0,551   0,471 0,410 0,361 0,322 0,291   0,265 0,244 0,226 0,211 0,197   0,186 0,177 0,168 0,161 0,155	0,70 1,82 3,21 3,87 4,49   5,11 5,70 6,32 6,95 7,52   8,08 8,64 9,19 9,72 10,3   10,7 11,3 11,9 12,6 13,3		9,3 6,96 5,40 4,32 3,54   2,97 2,54 2,20 1,94 1,73   1,56 1,43 1,31 1,22 1,14   1,07 1,02 0,97 0,94 0,91

 

Таблица 9

Физические свойства водяного пара на линии насыщения

 

t, °C	р, бар	ρ, кг/м3	h, кДжкг	r, кДж кг	сp, кДж кг∙К	l∙102 , Вт м∙К	а∙108, м2/с	μ∙106, Па∙с	ν∙106 м2/с	Pr
	0,0123 0,0234 0,0424 0,0737 0,123   0,199 0,312 0,474 0,701 1,013   1,433 1,985 2,701 3,614 4,760   6,180 7,920 10,03 12,55 15,55	0,00934 0,0173 0,0304 0,0512 0,0830   0,130 0,198 0,293 0,423 0,598   0,826 1,121 1,496 1,966 2,547   3,259 4,122 5,160 6,398 7,865	2519,4 2534,7 2555,9 25,74,0 2591,8   2609,5 2626,8 2643,8 2660,3 2667,3   2691,8 2706,6 2720,7 2734,0 2746,3   2757,7 2768,0 2777,1 2784,9 2791,4	2477,4 2453,8 2430,2 2406,5 2382,5   2358,4 2333,8 2643,8 2660,3 2257,2   2230,5 2202,9 2174,4 2144,9 2114,1   2082,2 2048,9 2014,0 1977,4 1939,0	1,868 1,874 1,883 1,894 1,907   1,924 1,944 1,969 1,999 2,034   2,075 2,124 2,180 2,245 2,320   2,406 2,504 2,615 2,741 2,883	1,82 1,88 1,94 2,01 2,09   2,16 2,23 2,31 2,39 2,48   2,58 2,67 2,78 2,88 3,00   3,13 3,26 3,41 3,57 3,75	579,9 338,9 207,3 132,0   86,36 57,94 40,04 28,26 20,39   15,05 11,21 8,524 6,525 5,077   3,992 3,158 2,527 2,036 1,654	8,45 8,85 9,26 9,66 10,0   10,5 10,9 11,3 11,7 12,1   12,4 12,8 13,2 13,5 13,9   14,2 14,6 14,9 15,3 15,6	904,7 511,6 304,6 188,7 120,5   80,77 55,05 38,57 27,66 20,23   15,01 11,42 8,82 6,87 5,46   4,36 3,54 2,89 2,39 1,98	0,87 0,88 0,90 0,91 0,92   0,94 0,95 0,96 0,98 0,99   1,00 1,02 1,04 1,05 1,08   1,09 1,12 1,14 1,17 1,20

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 3

 

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ.. 3

1.1. Способы переноса теплоты.. 3

1.2. Температурное поле. Градиент температуры. Тепловой поток.. 4

1.3. Законы переноса теплоты.. 5

1.4. Дифференциальное уравнение теплопроводности.. 7

1.5. Условия однозначности.. 8

Контрольные вопросы и задания. 9

 

2. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
ПРИ СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ.. 9

2.1. Теплопроводность плоской стенки при граничных условиях
первого рода. 9

2.2. Теплопроводность цилиндрической стенки при граничных условиях
первого рода. 13

2.3. Теплопроводность плоской и цилиндрической стенок при граничных
условиях третьего рода (теплопередача). 16

2.4. Критический диаметр тепловой изоляции.. 19

Контрольные вопросы и задания. 21

Задачи для самостоятельного решения. 21

 

3. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ТЕЛ С ВНУТРЕННИМИ ИСТОЧНИКАМИ ТЕПЛА
ПРИ СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ.. 23

3.1. Теплопроводность однородной пластины.. 23

3.2. Теплопроводность однородного цилиндрического стержня. 28

3.3. Теплопроводность цилиндрической стенки.. 29

Контрольные задания. 32

Задачи для самостоятельного решения. 33

 

4. ТЕПЛООБМЕН ИЗЛУЧЕНИЕМ... 35

4.1. Теплообмен излучением между твердыми телами, разделенными
диатермичной средой.. 35

4.1.1. Основные понятия и законы теплового излучения. 35

4.1.2. Связь лучистых потоков. 38

4.1.3. Теплообмен излучением между двумя телами, произвольно
расположенными в пространстве. 39

4.1.4. Теплообмен излучением между двумя бесконечными
параллельными пластинами. 40

4.1.5. Теплообмен излучением между двумя телами, одно из которых
расположено внутри другого. 41

4.2. Особенности излучения газов. 43

Контрольные вопросы, задания и задачи для самостоятельного решения. 45

Примеры решения задач. 46

5. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА СО СЛОЖНЫМ ТЕПЛООБМЕНОМ
НА ПОВЕРХНОСТЯХ СТЕНКИ ПРИ СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ.
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ.. 48

5.1. Теплопередача через плоскую стенку со сложным теплообменом.. 48

5.2. Теплопередача через цилиндрическую стенку со сложным
теплообменом.. 50

5.3. Интенсификация теплопередачи.. 51

5.3.1. Теплоотдача поверхности с прямыми ребрами. 54

5.3.2. Теплоотдача оребренных труб. 56

5.3.3. Теплопередача через оребренные стенки. 57

Контрольные вопросы и задания. 58

Примеры решения задач. 58

 

6. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ ТЕПЛООБМЕНА И
ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПОДОБИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ.. 61

6.1. Дифференциальные уравнения теплообмена. 61

6.2. Основы теории подобия. 63

6.3. Моделирование теплоотдачи.. 64

6.4. Физические особенности процесса теплоотдачи.. 65

Контрольные вопросы и задания. 68

Примеры решения задач. 68

 

7. ТЕПЛООТДАЧА В ОДНОФАЗНОЙ СРЕДЕ.. 70

7.1. Теплоотдача при свободном движении жидкости.. 70

7.2. Теплоотдача при продольном омывании поверхности
вынужденным потоком жидкости.. 73

7.3. Теплоотдача при вынужденном течении жидкости в трубах и каналах. 76

7.4. Теплоотдача при поперечном обтекании труб. 81

Контрольные вопросы и задания. 84

Примеры решения задач. 85

 

8. ТЕПЛООТДАЧА ПРИ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ.. 88

8.1. Теплоотдача при кипении.. 88

8.2. Теплоотдача при конденсации.. 92

Контрольные вопросы и задания. 96

Примеры решения задач. 97

 

9. ТЕПЛООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ... 98

9.1. Классификация теплообменников. 98

9.2. Основные уравнения для расчета теплообменников. 99

9.3. Расчет теплообменников. 104

Контрольные вопросы и задания. 106

Пример решения задачи. 106

ЛИТЕРАТУРА.. 110