hőátadás módszerek
hőátadás módszerek
Módszerek a hőátadás - hő mindig át a test több fűtött egy kevésbé fűtött. Módszerek a hőátadás a szilárd test (fal) áramló múlt, hogy a folyadék vagy gáz nevezett emissziós. Módszerek hőátadás egyik közegből a másikba, elválasztva egy válaszfal (fal) nevezzük hőátadás. Háromféle módon hőátadás: hővezetés, konvekció és sugárzás (sugárzás).
Hővezetés az a folyamat hő terjedési a szervezetben (a) a transzfer a kinetikus energia a több fűtött egy kevésbé fűtött molekulák, amelyek érintkezésben vannak egymással. A tiszta formájában egy hővezető a szilárd anyagok nagyon vékony, rögzített ágy folyadék és a gáz.
hőátadás módszerek keresztül osztják a kazán falának. A hővezető különböző anyagok eltérő. Jó vezetők hő fémeket. Nagyon kis hővezető levegő. Rosszul végzett porózus test hőt, azbeszt, nemez és fekete.
Az úgynevezett transzfer konvekcióval, hő miatt a mozgás a moláris mennyiség a közeg. Jellemzően, a konvektív hőátadás folyamatában együtt fordul elő hővezető és hordozza a szabad vagy kényszerített mozgás moláris mennyiségű folyadékok vagy gázok (természetes vagy kényszerített konvekciós áramlás). Természetes konvekció hő terjed a kemencék, fűtőberendezések, a víz melegítésére kazánok, hűtés, kazánok bélés és egyéb termikus eszközök. Szabad mozgása folyadékok vagy gázok miatt a különböző sűrűsége a felmelegített és hideg közeg részecskék. Például a levegő a felszín közelében a kemence könnyebbé válik fűtött, felemelkedik, és a helyére szállítjuk nehezebb hideg. Ennek eredményeként, van egy szoba légáramlás szállítja a hőt.
hőátadás technikák közé konvekció. Kényszerített konvekciós történik az hőátadást a belső falán a kazán víz mozgó az intézkedés alapján a szivattyú.
Sugárzás (sugárzás) nevezzük a hőátadást egyik testből a másik segítségével elektromágneses hullámok át az átlátszó termikus sugárzási környezetben. Ezt a folyamatot kíséri a hő energia konvertálására sugárzó hő, és fordítva, a sugárzó hő. Sugárzás hő adódik át a láng az égő üzemanyag a felszínre, vasból vagy acélból csőszakaszt a kazán. Sugárzás - a leghatékonyabb módja annak, hogy a hőt, különösen, ha a kibocsátó szervezet magas hőmérséklet, és a sugarak a belőle merőlegesen a fűtött felületre.
A koncepció a hőátadás. A fenti háromféle hőátadási tiszta formában nagyon ritka. A legtöbb esetben az egyik típusú követi egymást. Egy példa erre a hőátadást az égési gázokat a falra a kazán (7.). Hagyott felülete érintkezik a forró égési gázok és a jobb t1 vízzel mossuk, és a T2 hőmérséklet hőmérsékleten a fal hőmérséklete csökken az x-tengely.
Ábra. 7.Peredacha származó hő az égési gázokat a kazán falra.
Ebben az esetben a hőt a gáz a fal egyidejűleg átruházott konvekcióval, hővezetés és sugárzás (sugárzó hő). Az egyidejű hőátadás konvekcióval, hővezetés és a sugárzásos hőátadás az úgynevezett komplex.
Az eredmény egyidejű hatása a különböző elemi jelenségek tulajdonítják az egyiket, és ezt tartják a legfontosabb. Így, sugárzás (besugárzás), úgynevezett több közvetlen hatása, a hőátadást az égési kamrában a füstgázokból a külső a kazán fűtőfelület jelentős szerepet játszik, de ezen túlmenően magában foglalja a hőátadás és a konvekciós, és a hővezetési.
Módszerek a hőátadás a külső a belső fűtőfelület keresztül korom réteg fémes fal és a réteg a skála végzik kizárólag hővezetéssel. Végül, a belső felületén, hogy a víz fűtési kazán hőt konvekció útján csak. A kazán füstcsövek hőcsere folyamat közötti falszakasz és mosása a gázok, ez is eredményeként a kombinált hatása konvekció, hővezetés és a sugárzás. Azonban, mint a mag vesszük konvekciós jelenségek.
A kvantitatív jellemzője hőátadás egy hűtőközeg egy másik keresztül elválasztó fal egy hőátadási tényező K tényező K sík fal, mennyisége átadott hő egységnyi idő alatt az egyik folyadék egy másik területe 1 m 2 hőmérsékleten különbség van köztük egy fokozatot. - határozza meg a képlet:
ahol α1 - hőátadási tényező a gázok a hő a falfelület W / (m 2 × °); δ 3 - vastagsága hamu vagy korom lerakódások (az úgynevezett külső szennyeződés), m; δst - a fal vastagsága a részeket, vagy csövek, m; ? H - vastagsága a skála (az úgynevezett belső szennyezés), m; λ3. λst. λv - megfelelő hővezető hamu vagy korom, és méretezése a fal (W / m × °); α2 -. hőátadási tényező a faltól, hogy a víz / W / (m 2 × °).
A találmány egyik példája kompozit hőátadás (lásd a 7. ábrát ..) A teljes hőátadási tényező, és a gázok a kazán a falra, illetve van:
ahol ak és αl - együtthatók hőátadás konvekció és sugárzás.
A kölcsönös a hőátbocsátási tényező, hőátadás nevezzük termikus ellenállás. Mert ebben az esetben:
Különböző anyagok különböző együtthatók hővezető.
A hővezető K - hőmennyiséget továbbítani egy egységnyi területen a fűtőfelület időegység egy hőmérséklet-különbség 1 ° és a fal vastagsága 1 m használatakor nem SI egységek (kcal h) dimenziója a hővezetési együttható kcal × m / (m 2 × h. × fok), az SI - W / (m × °).
Az együtthatók a hővezető képessége különböző anyagok, leggyakrabban előforduló kazán - kazán art, az alábbiakban foglaljuk össze, W / (m × °).
A Q hőmennyiség, továbbított a falon keresztül képlet határozza meg:
ahol K - hőátadási tényező, W / (mg × fok); At - átlagos hőmérséklet-különbség a fűtési és a fűtött közeg, vagy azt jelenti,-hőmérséklet különbség, ° C; H - fűtőfelület területe, m 2.
Mean-hőmérséklet különbség At képlet adja meg:
és ahol Δtg Δtm - a legnagyobb és a legkisebb hőmérséklet különbség a fűtési és a fűtött közeg.
Ábra. 8. Character változás hőmérsékleten dolgozó folyadékokat
és - egyenáramú; b - számláló.
Jellege változása a hőmérséklet munkafolyadékot ábrán látható. 8. Ha a hőcserélő és fűtése egy, a folyadék áramlik az egyik irányba, egy ilyen rendszer az úgynevezett egyenáramban mozgása (lásd 8. ábra, valamint ..), és az ellenkező - egy számláló (lásd 8. ábra, b ..).
Egy egységnyi területen a hőátadó felületek relatív áramlás, jelöljük q, egyenlő:
A fenti képletekben nyilvánvaló, hogy a átadott hőmennyiség nagyobb, annál nagyobb a felület és a hő H nagyobb, mint az átlagos hőmérséklet-különbség, vagy hőmérséklet-különbség, és a hőátadási tényező K. A jelenléte söpredék a falon a kazán, korom vagy hamu jelentősen csökkenti a hőátadási koefficiens (lásd. Példa alább ).
A meghatározó tényező a hőátadás a sugárzás sugárzó test hőmérsékletét és a mértéke feketeség. Ezért, annak érdekében, hogy fokozza a hő sugárzással, akkor növelni kell a hőmérséklet a sugárzó test, a növekvő felületi érdesség.
Hőátadás konvekció útján függ: a gázáram mértékére, a hőmérséklet különbség a fűtési és a fűtött közeg, a természet a gázok áramlási fűtőfelület - a hosszanti vagy keresztirányú, felületi megjelenés - sima vagy bordázott. A fő módszerei intenzívebbé hőátadás konvekció van: növeli a gáz sebessége, a csavar a csatornák, növeli a fűtési felület miatt ig növelje a hőmérséklet különbség a fűtési és a fűtött közeg, a végrehajtás egy számláló (counter) mosás.
Példa. Tekintsük a terjedelme és hatása miatt a korom a hőátadás a kazánban, adatok felhasználásával ebben a szakaszban. Elfogadás vastagsága öntöttvas kazán falszakasz δ1 = 8 mm, és a rajta lerakódott réteg skála vastagsága δ2 = 2 mm, és egy réteg korom δ3 = 1 Um. Az együtthatók a hővezető a fal λ1. skála λ2 és λ3 rendre korom azonosnak feltételezzük 54; . 0,1 és 0,05 kcal / (m × h × fok) (√62,7; 0,116 és 0,058 W / (m 2 × K) értékeit a hőátadási együtthatók gázok a fal α1 = 20 kcal / (m 2 × °). a faltól, hogy a víz α2 = 1000 kcal / (m 2 × h × fok) gáz hőmérsékletét t egyenlő fogadja gáz = 800 ° C, a víz t = 95 ° C
Számításokat végzünk a tiszta és a szennyezett falak öntöttvas kazán.
A fal a kazán tiszta.
Mi található a hőátadási tényező:
K = (l / α1 + δ / λ + l / α2) -1 = (1/20 + 0,008 / 54 + 1/1000) -1 = 1 / 0,0512 = 19,5 kcal / (m 2 × h × fok) = 22,6 (W / m × 2 deg), és a hőáram a falon keresztül.
q = KΔt = 19,5 (800-95) = 13700 kcal / (m 2 × H) = 15850 W / (m 2).
Definiáljuk a külső fal felületi hőmérséklete a vas klub, a következő képlet segítségével
A számítás azt mutatja, hogy amikor a kazán tisztításához annak hőmérséklete nem nagyon különbözik a víz hőmérséklete a kazán belsejében.
B. A fal kazán szennyezés.
Megismételve a teljes számítást, azt találjuk:
K = (l / α1 + δ1 / λ1 + δ2 / λ2 + δ3 / λ3 + 1 / α2) -1 = (1/20 + 0,008 / + 0,002 54 / 0,1 (+ 0,001 / 0,05 + 1 = 1000) -1 = (0,0912) -1 = 11kkal / (m 2 × h × 1 × fok) = 12,7 (W / m 2 × °)
q = 11 (800 - 95) = 7750 kcal / (m 2 × H) = 8960 W / (m 2), Tw = 800 - 7750/20 = 412c.
A számítás azt mutatja, hogy a lerakódást a korom nem kívánatos, hogy ez, amelynek alacsony a hővezető képessége megakadályozza a hőátadást a füstgázból, hogy a falak a kazán. Ez vezet a túlzott üzemanyag-fogyasztás, a csökkentett generációs forró víz vagy gőz kazánok.
Scale, amelynek alacsony a hővezető képessége - jelentősen csökkenti a hőátadást a kazán falak a vízből, ahol a fal erősen túlmelegedhet, és bizonyos esetekben; robbant, ami a kazán baleset.
Eredményeit összehasonlítva a számítás, azt látjuk, hogy a hőátadás a falon keresztül a szennyezett csökkent csaknem kétszerese a fal hőmérséklete a vas részben fokozott skálán veszélyes feltételeket a fém szilárdsági korlátokat, hogy vezethet törés szakaszban. Ez a példa azt mutatja, hogy szükség van a rendszeres tisztítás a kazán skálán és a korom vagy hamu.
Lehet, hogy érdekli
