Сложный теплообмен

 

На практике перечисленные виды теплообмена редко наблюдаются раздельно; в большинстве случаев они связаны между собой и проявляются совместно. В качестве примера сложного теплообмена можно привести передачу тепла от горящего топлива к поверхности нагрева посредством излучения и конвекции. Через металлические стенки котла тепло  передается   теплопроводностью,   а  от  внутренних  поверхностей

 

котла - воде путем конвекции. Представим этот случай в виде рис. 51 (упростив его плоской од-нослоойной стенкой). Тепловой поток на своем пути встречает три термических сопротивления; 1) при передаче тепла стенке (сопротивления ламинарного пограничного слоя газов); 2) сопротивление стенки; 3) сопротивление ламинарного пограничного слоя жидкости.

Тепло, передаваемое от газов наружной плоскости стенки, определяется по формуле для конвективного обмена:

 

где си - коэффициент теплоотдачи от газов к наружной стенке в Дж/м² (страд); t1 - температура газов в °С; t_ст1- температура наружной поверхности стенки в °С.

Тепло, передаваемое через стенку, определяется по формуле для теплопроводности:

 

где f_ст2-температура внутренней стенки в  С.

Тепло, передаваемое от внутренней стенки воде, также определяется по формуле конвективного теплообмена:

 

где α2-коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности стенки к воде в Дж/м² (страд); t2- температура нагреваемой воды в °С. Все указанные уравнения можно написать иначе:

 

Складывая эти уравнения почленно, получим:

 

а обозначив получим основное уравнение теплопередачи: Q = K{t1-t2) -Ft Дж где К - общий коэффициент теплопередачи, численно равный количеству тепла, передаваемому от одного теплоносителя (газа, жидкости) другому теплоносителю через стенку в 1 м² при разности температур между теплоносителями в 1 °С в течение 1 с.

27.06.2015