Определение средних температур теплоносителей

Будем считать заданными: F, α _г, α _х, δ, λ, W ₁, W ₂, T _г1 и T _х1. Необходимо определить тепловой поток Q и температуры теплоносителей на выходе из теплообменника T _г2 и T _х2.

Как было установлено выше,

Q = k , а .

С другой стороны тепловые потоки можно определить из выражений

откуда ,

откуда .

Подставив полученные значения и в выражение для , получим .

В то же время . Приравнивая выражения для , получим формулу для величины теплового потока в виде

.

Температуры теплоносителей на выходе из теплообменника

и .

Литература

1. Кобельков В.Н., Улас В.Д. Федоров Р.М. Термодинамика и теплопередача. Под ред. Р.М.Федорова. – М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 2012 г. 328 с.

2. Мелик-Пашаев Н.И., Кобельков В.Н., Воротников Б.А., Березин Г.В. Техническая термодинамика и теплопередача. – М.: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1983 г. 267 с.

3. Мухачев Г.А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача. – М.: Высшая школа, 1991, 480 с.

4. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. – М.: Энергия, 1973. 396 с.

Содержание

Лекция 1. Виды теплообмена. Теплопроводность ……………………………. 3

1.1. Основные понятия и определения ………………………………………… 3

1.1.1. Виды переноса теплоты …………………………………………………. 3

1.1.2. Температурное поле. Тепловой поток ………………………………….. 4

1.2. Закон Фурье. Дифференциальное уравнение теплопроводности ………. 5

1.2.1. Закон Фурье ……………………………………………………………… 5

1.2.2. Дифференциальное уравнение теплопроводности …………………….. 6

1.3. Теплопроводность на стационарном режиме …………………………….. 7

1.3.1. Теплопроводность плоской стенки ……………………………………… 7

1.3.2.Теплопроводность цилиндрической стенки …………………………….. 9

1.3.3. Контактное тепловое сопротивление …………………………………… 10

Лекция 2. Конвективный теплообмен …………………………………………. 12

2.1. Физическая картина процесса конвективного теплообмена …………….. 12

2.1.1. Пограничный слой ………………………………………………………... 12

2.1.2. Факторы, влияющие на интенсивность теплоотдачи …………………... 14

2.2. Формула Ньютона ………………………………………………………….. 15

2.3. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена …………… 16

2.4. Основы теории подобия конвективного теплообмена …………………… 18

2.4.1. Основные понятия и определения теории подобия физических

процессов ………………………………………………………………… 18

2.4.2. Первая теорема подобия. Критерии подобия …………………………… 19

2.4.3. Вторая теорема подобия. Уравнения подобия ………………………….. 20

2.4.4. Выделение главных определяющих критериев подобия.

Явление автомодельности ……………………………………………….. 21

2.4.5. Моделирование физических явлений …………………………………… 22

2.5. Конвективный теплообмен при вынужденном внешнем обтекании

тел …………………………………………………………………………… 23

2.5.1. Теплоотдача при обтекании плоской пластины ……………………….. 23

2.5.2. Особенности теплоотдачи при обтекании криволинейных

поверхностей …………………………………………………………….. 25

2.6. Конвективный теплообмен при вынужденном течении в каналах ……... 26

2.7. Особенности теплообмена при движении газа с большой скоростью ….29

2.8. Конвективный теплообмен при свободном движении теплоносителя

в неограниченном пространстве …………………………………………... 32

Лекция 3. Теплообмен излучением ……………………………………………. 35

3.1. Основные понятия и законы теплового излучения ………………………. 35

3.1.1. Основные понятия ………………………………………………………... 35

3.1.2. Основные законы …………………………………………………………. 37

3.2. Теплообмен излучением между телами, разделенными прозрачной

средой ……………………………………………………………………….. 40

3.2.1. Теплообмен излучением между плоскими стенками и в замкнутой

полости …………………………………………………………………… 40

3.2.2. Влияние экранов на теплообмен излучением ………………………….. 42

3.3. Особенности излучения газов и пламени ………………………………… 43

Лекция 4. Передача теплоты через стенки. Методы тепловой защиты ……... 47

4.1. Передача теплоты через стенки …………………………………………… 47

4.1.1. Передача теплоты через плоскую стенку ………………………………. 47

4.1.2. Передача теплоты через цилиндрическую стенку ………………………49

4.1.3. Тепловая изоляция ……………………………………………………….. 50

4.1.4. Передача теплоты через ребро и оребренную стенку ………………… 51

4.2. Методы тепловой защиты …………………………………………………. 55

4.2.1. Конвективное охлаждение ………………………………………………. 56

4.2.2. Заградительное охлаждение …………………………………………….. 57

4.2.3. Проникающее (пористое) охлаждение …………………………………. 59

4.2.4. Теплозащитные покрытия ……………………………………………….. 61

Лекция 5. Теплообменные аппараты ………………………………………….. 64

5.1. Основные типы теплообменных аппаратов и их применение ………….. 64

5.2. Теплопередача в рекуперативных теплообменниках ……………………. 67

5.2.1. Изменение температуры теплоносителей в теплообменнике ………… 68

5.2.2. Определение величины площади рабочей поверхности

теплообменника …………………………………………………………... 69

5.2.3. Определение среднего температурного напора ………………………… 70

5.2.4. Определение средних температур теплоносителей ……………………. 71

Литература ……………………………………………………………………….. 71