|
C i
+ f 2
\
с 3
с
* )
где
Ci
= ejCq — коэффициент лучеиспускания м ер гаего тела; С2 = е2Са —
коэффициент
лучеиспускания
большего
(охватывающего)
тела;
Сч
=
= 5,7 Вт/(м3*К4) — коэффициент излучения абсолютно черного тел а; е* и еа —
степени черноты поверхности меньшего и большего тела.
Зн ачения
е
д л я некоторых материалов:
Алюминий
. . . . . . .
0,05—0,07
Краска масляная
. . . .
0,78—0,96
Асбест
. . . . .
. .
.
.
.
.0 ,9 6
Л ак . . . . . . . . . .
. 0,8—0,98
В о д а . .................................
. .
0,93
Медь
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
Гипс
.
. . . .
. .
.
. .
.
0,78—0,9
Свинец
. . . . .
. .
.
.
.0 ,2 8
Д ерево строганое
. . . .
.
.0 ,9
С тек л о
.
.
.
.
.
.
.
.
.
. .
0,94
Ж елезо (сталь) окислен
Чугун шероховатый окис
ное .......................................... 0,74—0,96
ленный . . . . . . . . .
. 0,96
Кладка кирпичная .
. .
0,93
Ш тукатурка
. . . . . .
б) Если площадь
Fz
очень вели ка по сравнению с
Ft
(например,
ап п арат в цехе), т. е. отношение
FJF^,
близко к нулю , то коэффи
циент излучения Сх
_2
=
Сг .
в) Е сли
Рг = F2
(две параллельны е бесконечно больш ие по
верхности), то
•с ^ = Х
Т X
Z X
-
<4-68>
Ci
С%
Сц
Суммарный коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием и конвек
цией:
ос = с% -{- «к,
(4.69)
где
д -
*
ч ш г - ш .
л ~
{TX- T $ F
T i - T 2
’
а к — коэффициент теплоотдачи конвекцией, определяемый п о соответствующим
формулам д л я свободного или вынужденного движ ения,
Д л я расчета тепловы х потерь аппаратов, находящ ихся в за
кры ты х помещ ениях, при температуре поверхности апп арата до
150 °С мож но п о льзоваться приближенной формулой:
сс = 9,74 + 0.07Д*,
(4.71)
где
а
— суммарный коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием и конвекцией-,
Вт/(ы2 *К); Д / — разность температур поверхности аппарата и окружающего
воздуха, К.
Теплопередача в поверхностных теплообменниках
Основную гр уп п у теплообменных аппаратов, применяемых
в промышленности, составляю т поверхностные теплообменники,
в которых теплота от горячего теплоносителя передается холод
ному теплоносителю через разделяю щ ую их стенку. Д ру гую группу
составляю т теплообменники смешения, в которых теплота пере
д ается при непосредственном соприкосновении горячего и холод
ного теплоносителей.
20. У равнение теплопередачи:
Q = K F M cp.
(4.72)
Здесь
Q
— тепловой поток (расход передаваемой теплоты),
Вт; / ( — коэф
фициент теплопередачи, Вг/(мМ <); F — площадь поверхности теплопередачи,
ма; Д /Ср **“ средняя разность температур горячего и холодного теплоносителя, К.
У дельная теп ловая н агр у зк а (удельный тепловой поток):
q
=
QlF — К.
Д*ср.
(4.73)
Д л я плоской поверхности коэффициент теплопередачи
К
в фор
м улах (4.72) и (4.73) равн яется:
* - .
v
. .
<4-74>
где а г и а х — коэффициенты теплоотдачи для горячего и холодного тепло-
носителя, Вт/(м®- К); £
rov
— сумма термических сопротивлений всех слоев,
на которых состоит стенка, вклю чая слои загрязнений, (ма *К)/Вт,
У равнения (4.72)— (4.74) с достаточной точностью можно при
менять и д л я расчета теплопередачи через цилиндрическую стенку,
если ^вн ^ 0,5cfgap.
Площа&ь поверхности теплопередачи трубчаты х аппаратов
F ann (в м2) определяю т по формуле:
F
а ш = ndcpnL.
(4.75)
Здесь dgp = d BH, если &вдр
®вн* ^ср = 0 ,5 (^нар
^вн)« бели а в а р ^
< « в ш
п
“ число труб;
L
— длина труб, м.
Д л я трубчатого теплообменника, состоящего и з
п
труб длиною
к а ж д ая
L
(в м), уравнение теплопередачи может быть представлено
в виде:
Q = KLnL
Д/Ср.
(4.76)
Здесь коэффициент теплопередачи н а 1 м длины
K
l
[в В т/(м • К ) 1
равен:
К ь ~ — ,
v = n -------j — 5------- ,
у , , -------,
(4.77)
1
■ % ' 1 i„ «паи I
1
г
\ х
гаагр
I о! 111
л
~r~Z
а
г
/ ,~ з
------
«ив^вн
asA 2Х
d^jj
ctgapdaap
^загр
где X — коэффициент теплопроводности материала стенки, В т/(м -К ).
Тепловая проводимость загрязнени й на стенках (1/г?агр) за
висит от рода теплоносителя, его температуры и скорости, а так ж е
от материала стенки, температуры нагревающ ей среды и длитель
ности работы апп арата без очистки, т. е. в конечном счете от рода
осадка или продукта коррозии. Точные данны е о гдагр мож но
получить только опытным путем.
Ориентировочные значения тепловой проводимости з а г р я з
нений приведены в табл. X X X I.
При редких чистках апп арата или сильной коррозии значение
l/rgQrp может уменьш аться до 500 В т/(м2*К) и ниже.
21. Средняя разность температур Д /Ср, входящ ая в ур ав
нение теплопередачи, определяется следующим образом.
а) Д л я противотока и прямотока:
д ,
_
А/б — А/ц _
А/б — А/м
м т
a
°Р “ In
(Д/б/Д/м)
2 ,3
lg
<Д/б/А
/м) 5
где Д/о и Д/м — ббльшая и меньшая разности температур на концах теплооб
менника.
Следует отметить, что из уравнения (4.78) вытекает; если
Д /б = 0 или
= 0, то и Д*ср = 0; если Д /0 — Д /м, то
A t ov
=
= Д
t$ —
Д
tj&.
Если отношение (Д ^/Д ^м ) < 2, то с достаточной точностью
вместо уравнения (4.78) можно применять уравнение
Д /с р = (Д /0 + Д /ы )/2 .
(4.79)
Формулы (4.72), (4.78) и (4.79) применимы при условии, что
в теплообменнике значения коэффициента теплопередачи
К
и
удельной теплоемкости
с
для каж дого и з теплоносителей можно
считать постоянными вдоль всей поверхности теплообмена.
В тех случаях, когда вдоль поверхности теплообмена значи
тельно меняется величина коэффициента теплопередачи
К
(или
величина с), применение уравнений (4.72) и (4.78) становится
недопустимым.
В этих случаях определение поверхности теплопередачи вы
полняют по дифференциальному уравнению теплопередачи мето
дом графического интегрирования — см. -пример 4.26.
б) Д л я смешанного тока в многоходовых теплообменниках
и для перекрестного тока:
А /с р =
Д /д р .
(4 .8 0 )
где ед , — поправочный коэффициент к средней разности температур А/Пр1
'вычисленной для противотока.
З н ач ен и е коэффициента ед* берется и з специальных графиков
И З , 4.11. Примеры таких графиков даны на рис. V III.
В многоходовых теплообменниках с простым смешанным то*
ком (один ход в межтрубном пространстве и четное число ходов
в трубном — см. рис. 4.15 и 4.20) среднюю разность температур
м ож но рассчитать по формуле 113):
2>3 1е
Do'stlaringiz bilan baham: |
