Электротермическое оборудование
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 19 20 21 22 23 24 25... 414 415 416
|
|
|
|
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ 2-1. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ Теплопередача — учение о процессах распространения тепла. Различают три вида передачи теплоты: теплопроводность, конвекция и излучение. Теплопровод но с т ь — передача тепловой энергии при непосредственном соприкосновении тел или от одной части тела к другой. В чистом виде теплопроводность наблюдается при передаче тепла внутри твердых монолитных тел или в очень тонких неподвижных слоях жидкости или газа. Конвекция—-перенос тепловой энергии за счет перемещения частей вещества (объемами). Конвекция имеет место только в подвижных средах — жидкостях или газах. Конвекция всегда сопровождается теплопроводностью через тонкие слои жидкости или газа. Излучение — распространение тепловой энергии в виде электромагнитных волн. Этот процесс имеет место в средах, прозрачных для тепловых лучей, и сопровождается двойным превращением энергии на границах тел, участвующих в теплообмене: часть тепловой энергии излучающего тела превращается в электромагнитную, и обратное превращение происходит на поверхности поглощающего тела. Передача тепла в вакууме происходит только излучением. Чаще в процессах распространения тепла участвуют одновременно два или три вида теплопередачи. Процесс передачи тепла сопровождается изменением температуры в пространстве и во времени. Совокупность значений температуры в данный момент времени называется температурным полем. В общем случае математическое выражение температурного поля имеет вид: = /(*, у, z,t).(2-1) Если температура точек в теле не меняется по времени, температурное поле называется стационарным. Стационарные процессы передачи теплоты теплопроводностью имеют место; например в футерованных стенках печей при длительной непрерывной работе. Нестационарные процессы характерны для нагрева и охлаждения тел. Основной характеристикой температурного поля является градиент температуры — вектор, численно равный производной от температуры по нормали к изотермической поверхности, / AMdt grad/=—Hm —— я0 =— —r~na (2-2) \ An jAn^Qdn где n0—единичный вектор, направленный по нормали к изотермической поверхности. 2-2. ПЕРЕДАЧА ТЕПЛА ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ На основании гипотезы Фурье количество теплоты, переданной путем теплопроводности через элементарную площадку dF за. время dt, равно: dt dQ=—X-dFdx,(2-3) дп где К — коэффициент теплопроводности, зависящий от природы вещества, температуры, влажности и давления. Для большинства материалов зависимость коэффициента теплопроводности от температуры имеет вид: ^ = Ml±ßO,(2-4) где Я0 — коэффициент теплопроводности при 0°С; ß — температурный коэффициент коэффициента теплопроводности. Для чистых металлов с увеличением температуры коэффициент теплопроводности уменьшается (так же как и удельная электрическая проводимость), а для сплавов и большинства строительных, огнеупорных и теплоизоляционных материалов — растет. а) ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПРИ СТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ Для расчета тепловых потерь через стенки проектируемых печей используются формулы, учитывающие перенос тепла теплопроводностью через стенки и теплообмен излучением и конвекцией на границах стенок (рис. 2-1). Рис. 2-1. Схема передачи тепла через многослойную стенку.. Тепловой поток через плоскую многослойную (из п слоев) стенку конечных размеров равен: с? =-:^вн~*нар—-, (2-5) 1 авн f 1 1 1=1 где tEa и /Яар — температуры сред, омывающих внутреннюю и наружную поверхности; 5г — толщина 1-го слоя стенки; Хг — коэффициент теплопроводности материала (-го слоя стенки; /чр — расчетная площадь поверхности 1-го слоя, например, для 1-го слоя Flp= = (^1 + ^2)/2, если /72/^12, и /Г1р = К^1^, если Ег/р1-2, аналогично определяются расчетные площадки поверхностей других слоев; "вн и х„ар — коэффициенты теплоотдачи от среды с температурой tю к внутренней поверхности стенки и от наружной поверхности стенки к омывающей ее среде с температурой г"„ар. Коэффициент теплоотдачи является характеристикой теплообмена на границе стенки а = ак + аИзл. где ак учитывает передачу тепла конвекцией, а аизл — тепловым излучением. Значения коэффициентов теплоотдачи зависят прежде всего от температур и физических свойств среды и тел, участвующих в теплообмене. В случае теплообмена между кирпичной или металлической стенкой и спокойным воздухом, имеющим температуру 10 или 20° С, суммарный коэффициент теплоотдачи существенно меняется в зависимости от температуры стенки (табл. 2-1). Температуры на внутренней поверхности стенки и между слоями г и /+1: 1Я£ V
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 19 20 21 22 23 24 25... 414 415 416
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
