Коэффициентами теплоотдачи

СВЯЗЬ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ С

Коэффициент теплопередачи рассчитывают на основании коэффициентов теплоотдачи, вычисленных по критериальным уравнениям.

Рассмотрим процесс теплопередачи между теплоносителями, разделенными стенкой (рис. 9.4). Пусть температура горячего теплоносителя t_f1, холодного — t_f2. Температуры поверхностей стенки соответственно t_ст1 и t_ст2. Коэффициенты теплоотдачи для горячего теплоносителя α₁, холодного — α₂.

При установившемся процессе количество теплоты Q, передаваемое в единицу времени через площадку F от ядра потока горячего теплоносителя к стенке, равно количеству теплоты, передаваемому через стенку теплопроводностью и от стенки к ядру потока холодного теплоносителя. Это количество теплоты можно определить:

по закону Ньютона Q =;

по закону Фурье Q =F;

по закону Ньютона Q =.

Из этих уравнений получают разности температур или частные температурные напоры:

Рис. 9.4. К расчету процесса теплопередачи

Складывая левые и правые части этих уравнений, получают разность температур теплоносителей, или общий температурный напор:

(9.43)

Отсюда

(9.44)

Из сопоставления уравнений (9.2) и (9.44) получают

(9.45)

или

1/K= (9.46)

Величина 1/К, обратная коэффициенту теплопередачи, называется общим термическим сопротивлением теплопередачи и обозначается R(R=г₁+г_ст+г₂).

Величины 1/α₁, и 1/α₂ называются частными термическими сопротивлениями г₁ и r₂, a — термическим сопротивлением стенки r_ст. Из уравнения (9.46) следует, что общее термическое сопротивление теплопередаче равно сумме частных термических сопротивлений теплоотдаче теплоносителей и стенки.

В случае многослойной стенки в уравнение (9.46) вместо подставляется сумма термических сопротивлений каждого слоя стенки. Тогда

(9.47)

где: n – количество слоёв стенки; i – порядковый номер слоя.

Отметим, что коэффициент теплопередачи всегда меньше минимального коэффициента теплоотдачи.