Ім'я файлу: 2-курс-дисципліна-Процеси-та-апарати.docx
Розширення: docx
Розмір: 25кб.
Дата: 15.11.2021
скачати
Пов'язані файли:
Півень_75%.docx
ТЗ_Гугл карта.docx
Семінар 1..doc
Документ Microsoft Word (2).docx
Презентация Microsoft PowerPoint.pptx
Краткое ТЗ.docx
Самостійна робота 1..docx

Заняття 10 група ТХД- 118,219

Тема: Основи теплопередачі

1 Способи передачі теплоти (види процесів теплообміну)

2 Загальні відомості про процеси тепловіддачі та теплопередачі

3 Основне кінетичне рівняння процесу теплопередачі.

Література :

1 Плановський А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и апараты химической технологии.-М.:Химия, 1968

2 Романков П.Г. Процессы и апараты химической промышленности. – Л.: Химия, 1987

  1. Способи передачі теплоти (види процесів теплообміну)

Розрізняють три елементарні способи передачі теплоти:

  • теплопровідність (кондукція);

  • конвекція;

  • теплове випромінювання (радіаційний теплообмін).

Теплопровідність (кондукция) – спосіб передачі теплоти за рахунок взаємодії мікрочасток тіла (атомів, молекул, іонів в електролітах і електронів в металах) в змінному полі температур. Теплопровідність має місце в твердих, рідких і газоподібних тілах. У твердих тілах теплопровідність є єдиним способом передачі теплоти. У вакуумі теплопровідність відсутня.

Конвекція– спосіб передачі теплоти за рахунок переміщення макрооб'ємів середовища з області з однією температурою в область з іншою температурою. При цьому плинне середовище (флюїд) з вищою температурою переміщається в ділянку нижчих температур, а холодний флюїд – в область з високою температурою. У вакуумі конвекція теплоти неможлива.

Теплове випромінювання (радіаційний теплообмін) – спосіб передачі теплоти за рахунок поширення електромагнітних хвиль в певному діапазоні частот. Зауваження:

— всі тіла вище 0 К володіють власним тепловим випромінюванням, тобто енергію випромінюють всі тіла;

— для передачі теплоти випромінюванням не потрібне тіло-посередник, тобто промениста енергія може передаватися і у вакуумі.

2 Загальні відомості про процеси тепловіддачі та теплопередачі

У природі і в технічних пристроях, як правило, всі три способи передачі теплоти відбуваються одночасно. Такий теплообмін називається складним теплообміном. Наприклад, конвекція теплоти завжди протікає спільно з теплопровідністю, оскільки макрооб'єми складаються з мікрооб'ємів, і є нерівномірне по простору температурне поле. Передача теплоти спільно теплопровідністю і конвекцією називається конвективним теплообміном.

Спільна передача теплоти випромінюванням і теплопровідністю називається радіаційно-кондуктивним теплообміном.

Спільна передача теплоти випромінюванням і конвекцією називається радіаційно-конвективним теплообміном.

У природі і техніці найчастіше зустрічаються наступні два варіанти складного теплообміну:

— тепловіддача – процес теплообміну між непроникною твердою стінкою і плинним довкіллям;

— теплопередача – передача теплоти від одного плинного середовища до іншого плинного середовища через непроникну тверду стінку.

У хімічній, харчовій, газонафтопереробній, гірничо-хімічній, енер-гетичній та багатьох інших галузях промисловості процеси передачі тепла від нагрітих теплоносіїв до холодних займають провідне місце. Теплові процеси використовуються в промисловості для охолодження нагрітих середовищ, для зрідження повітря та природних газів, для нагрівання холодних теплоносіїв, для проведення процесів випарювання, конденсації, плавлення, кристалізації та ін.

Теоретичною основою теплових процесів є розділ термодинаміки щодо законів перенесення енергії від одного теплоносія до іншого та про механізми такого перенесення.

Перенесення енергії від більш нагрітих середовищ до менш нагрітих відбувається під дією рушійної сили, за яку в теплових процесах використовується різниця температур між теплоносіями. Звичайно при досягненні однакових температур між теплоносіями встановлюється рівноважний стан, але такий стан у природі і в техніці є чисто теоретичним, тому що досягнути його можна лише за тривалий час.

Тіла (робочі середовища), що беруть участь у процесах теплообміну, називаються теплоносіями. Робоче середовище з більш високою початковою температурою називається гарячим теплоносієм, у процесі теплообміну гарячий теплоносій віддає теплову енергію, при цьому температура гарячого теплоносія знижується. Робоче середовище з меншою початковою температурою називається холодним теплоносієм, у процесі теплообміну теплова енергія передається від гарячого до холодного теплоносія і його температура підвищується.

Процеси, пов'язані з передачею тепла від гарячих теплоносіїв до холодних, називаються теплообмінними.

Апарати та пристрої, в яких проходять процеси теплообміну, називають теплообмінними апаратамиабо теплообмінниками.

3 Основне кінетичне рівняння процесу теплопередачі.

В основу процесів теплоперенесення покладений основний кінетичний закон, відповідно до якого швидкість теплопередачі прямо пропорційна рушійній силі та обернено пропорційна термічному опору

, ( 1.1)

де Qт - кількість переданого тепла, Дж;

F - поверхня теплопередачі, м2;

τ - тривалість процесу, с;

Δtс - середня різниця температур між теплоносіями, К;

Rт - термічний опір процесу теплопередачі.

Для сталого процесу на основі рівняння (1.1) кількість переданого тепла за одиницю часу знаходять за формулою

, (1.2)

де Q - тепловий потік, Вт;

kт - середній для теплового процесу коефіцієнт теплопередачі, що характеризує швидкість процесу теплопередачі, kт=1/Rт.

Залежність (1.2) називають основним кінетичним рівнянням процесу теплопередачі.

Величину теплового потоку, агрегатний (фазовий) стан, напрямок, режим і характер руху теплоносіїв уздовж поверхні теплопередачі, величину середньої рушійної сили процесу визначають як швидкість (інтенсивність) і ефективність теплообмінних процесів, так і тип використовуваного теплообмінного обладнання, його геометричні розміри, загальну поверхню теплопередачі та конструктивні особливості.
Питання для самоконтролю:

1 Дайте визначення теплопередачі.

  1. Назвати способи передачі теплоти.

  2. Що таке теплопровідність?

  3. Що таке конвекція?

  4. Що таке випромінювання?

  5. Які теплові потоки можна віднести до стаціонарних і навпаки?



скачати

© Усі права захищені
написати до нас