Боришанский Справочник по теплопередаче (555275), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Возникающий при испарительном охлаждении поток вещества (массы) влияет па движение в пограничном слое пара-газовой смеси, а также на распределение в пограничном слое температур и парциальных давлсниа пара. Поэтому изменение удельного потопа вещества отражается на значениях коэ.рфициентз теплоотдзчи о н массоогдачи 1 В технических расчетах испарительного охлаждения волы, многих случаев сушки, неизогерчической абсорбции и т.
п. это влияние потока вещества на о и 1 можно обычно не учитывать. 13-2. Свойства влажного воздуха Давление влажного воздуха (г. е. барометрическое давление) рвано сумме парциальных давлений сухого воздуха ре и пара рв. Рл = Ре+ Р [аша[. (13-4) 0гносительнаа влажность воздУха У Равна отношению веса тв водяного пара, заключенного в 1 м' смеси, к наибольшему его количеству, котороэ может содержзться в этом обьеие, т. е. для смеси с т 100' с к удельному весу пара 7 при температуре насыщения ть = Сэ По закону Клапейрона Ре — =29,27 10 'Т; (1 3-5) те Рв — = 47,06.10 а Т, тв (13-6) т — те * эгэ ' Часто влзгосолержввве выряжается в стяг и обозначается пря зтов буквой а.
Поток массы с единицы площади поверхности жидкости определяется расчетной формулой: дл = )р(рт — р„) [агама час), (1з-!) (9() Теплоотдача при испарении, плавлении и затвердееании 1Гл. 12 Тл Р» Отсюда у = — „= — „, где Є— давление насыщения при гемпе1л Рл ра туре 1. Влагосодержание воздуха х равно отношению веса водяного пара к весу содержащегося в том же объеме сухого воздуха, т, е. ул ЄЄ чр„ к = — = 0,622 — = 0,622 — = 0,622 „(13-7) Рв Рл Рл Р— ур л Часто влагосодержание выражается в г/кг и обозначается Н. Очевидно, д =!000 х.
Удельный вес влзжнога воздуха Рн Урл твл ув+ Ул = 20,27Т +Уул ' (13-8) вс и мч фЬ ~~ й ф В а рру йзг Рдз Влагзсо3ерзтниа воздуха х кг/кг Рвс. !3.!. дааграмма с-л лла влажного волнуха 3 ад $ зк ь а, гд~ ~~ а е. Уд и смч р ~ЬР й 13.3] Связь между коэффициентами теало- и массоотдачи [9[ Энтальпия влажного воздуха (отнесенная к 1 кг сухого воздуха) + х(„[нкал[кг]. (13.9) Па рис, 13-1 приведена диаграмма для определения термодиначических параметров влажного воздуха [Л, 13-11]. !3-3.
Связь между иозффициеитами тепло- и массоотдачи (! з.9) где а [мг]час] — коэффициент температуропроводности; Сг [м]час'! — коэффициент диффузии, отнесенный к градиенту парциального давления рассматриваемого компонента смеси; да — газовая постоянная этого компонента; в) парциальиое давление диффундирующего вещества мало по сравнению с обитая давлением смеси, что позволяет пренебрегать влиянием потока вещества уа на распределение скоростей, температур и парциальных давлений в пограничном слое и отличием от рв елвницы отношения — в уравнениях диффузии; ре г) граничные условия подобны, т, е.
имеет место одинаковое распределение в начальных сечениях, а также на границах потоков, скоростей и относительных значений температур и па]гциальных давлений. Эти условия приближенно выполняются при расчетах испарительного охлаждения воды в атмосферных условиях. При выполнении условий аналогии между процессами тепло- и массообмена коэффициенты массоотдачи р и теплоотдачи а связаны Р простым условием: (1з-1о) — = тсг(„Т, где т, с — удельный вес и удельная теплоемкость смеси.
гьля обычных условий охладителей циркуляционной воды а — = О,ЗЗ вЂ”: 0,35 ккал алга/кг град. Р (13-11) В общем случае системы дифференциальных уравнений распро. странения тепла и вещества построекы не одинаково. Кроче того, гидродинамические условия и условия на границе раздела для этих процессов также различны [Л. !3-2, 13-9] Аналогия (орнближеаная) между процессами тепло- и массоот- дачи имеет место только при соблюдении следующих условий: а) сравниваемые системы геометрически подобны; б) выполияетсн условие а=сг )! Т, ч [92 Теплоотдочо при испирении, плавлении и эогвердевонии [Гл.
13 Когда охлаждаемая жидкость находится в контакте с паро-газовой смесью, содержа пей большов количество пара (парцнальное давление последнего досгаточио валико срззнлтельно с об.цнм давлением смеси), коэффициент массоогдачи р заметно растет, а коэфл фициент теплоотдачи а, напротив, понижается, вследствие чего отношение — оказывается в 3 -5 и более раз ниже указанного. р Подробнее расчеты нспарительного охлаждения воды си.
[Л. !3-2ф Расчеты процессов сушки си. [Л. 13-9, 13-!О, !3-!3, !3-14). 13-4. Теоретический предел охлаждения и. — й) = р (, „", — р„), (13лй) где Г, — температура воздуха; УФ р,„з — давление насыщения при температуре й. При соприкосновении ограниченных количеств жндкости с температурой Г и газа с энтальпией 1, помещенных в некоторый замкну. тый сосуд, равновесное состояние достигается при температуре 1, определяемой из условия неизменностн знтальпии системы жидкость — влажный газ, т.
е, из уравнения: 0ет+0 1=(0 — Ь0) сг + 0 1 (13-13) РР Здесь йп 0 (х — х) — количество испарявшейся жидкости в иг; а и ас и х — знтальпия и влагосодержание насыщенного влажного газа при равновесной температуре (г, как и г, отнесена к 1 кг сухого воздуха). Если процесс испарения в замкнутом сосуде происходит адиабатически, т. е.
только за счет тепла влажного газа, то равновесие наступает при температуре Р ад Гад е( з — х) (! 3-14) Для воды можно принять с 1. При испарительном охлаждении температура жидкости может быть понижена до значения меньшего, чем температурз паро.газовой среды, с которой соприкасается жидкость. Предел охлаждения жидкости достигается прн условиях, когда все тепло, отдаваемое газом жидкости, будет расходоваться на ее испарение, т.
е. вновь возвращаться в газ с паром. Процесс, происходящий при таких условиях, наз ывается аднабатическим испарением. Прн адиабатическом испарении жидкости, соприкасающейся с неограниченным потоком газа более высокой температуры, ее температура Ь (температура мокрого термометра) определяется из уравнения: ф 13-5) Теплопередача «ри плавлении и затвердевании 193 Величина ! в называется температурой адиабатического насыщения газа, нлн физическим пределом охлаждения.
Для обычных условий испарения воды а атмосферный воздух температура аднабатического испарения (мокрого термометра) Э и температура адиабатического нас лщения газа т„е мало различаются ло своей величине, что используется при определении б с помощью ! — юднаграммы влажного воздуха. 13-3. Теплоперелача при плавлении и ватвердевании Процесс теплопергдачн при плавлении в затвзрдеваннн определяется условиями теплообмена в жидкой и твердой фазах, а также условиями на ограждающнх поверхностях системы. Общая постановка проблемы та же, что в при конденсации и кипении. г Прн етом в нрнтерни К вЂ” под г подразумевается теплота сд! к.швлення [Л.
13-7). Наиболее простым случаем является процесс плавления твердого гела в перегретом относительно температуры плавления расплзве того же вещества. Длн шаров и цилиндров, имеющих начальную температуру, близкую к температуре плавления, время плавления определяется эмпирической формулой [Л. 13-12): (13.15) К 51п = 0,3.
— аь! Здесь (чц = †„ — среднее за процесс значение числа Нуссельта; а Р, = йз, где т — время полного расплавления тела; г К = — , где г — теплота плавления, Т вЂ” средняя температуе(! — 1) ' ра жидкой фазы (расплава) и р — температура плавления. Физические характеристики в данвом случае относятся к жидкой фазе. По вопросам образования и таяния льда см.
[Л. 13-1, 13-3, 13.5, 13-7, 13 8, 13-12); по вопросам теплопередачи в литейном деле см. [Л. 13-4, 13.6) 13 — 1400 РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ ИЗЛУЧЕНИЕ ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 14-1. Основные понятия и определения тепловое излучение связано с ьнутриатомными процессами, обусловленными температурными влияниями, в результате которых теплота переходит в лучистую энергию. Лучистая энергия может поглощаться другими теламв и вновь трансформироваться в теплоту.
Передача тепла излучением может происходить как в видимой, так и в инфракрасной областях спектра. Видимая область спектра охватывает волны длиной от 0,4 до 0,76 мкк, а инфракрасная — от 0,76 до 420 мкк. Инфракрасная область спектра состоит из ближней инфракрасной области с длинами волн от 0,76 до 15 мкк, средней инфракрасной области — от 15 до 100 мкн и далекой инфракрасной области— от 100 до 420 мкн. При встречаю цихся в теплотехнической практике температурах основная доля лучистой энергии приходится на длины волн от 0,76 до !5 мкк, т. е. лежит в ближней инфракрасной области, Излучение в видимой области спектра имеет существенное значение только при очень высоких температурах, различают моно. хроматическое и интегральное излучение.
М о н о х р о и а т и ч е с к и м называется излучение в узком интервале длин соли от Л до Л+АЛ, Все величины, описывающие моиохроматическое излучение, относятся к интервалу длин волн гГЛ и обозначаются индексом Л, И н т е г р а л ь н ы м называется суммарное излучение во всем интервале длин волн от Л = 0 до Л = со. Г1ри расчетах излучения используются понятия о лучистом по.
токе 1;Л энергии Е и интенсивности излучения уы которые могут от. носиться как к полусферическому излучению, так и к излучению и заданном направлении. Полусферическим лучистым потоком называется полное количество энергии, изчучаемое элементом поверхности АГ в полупространство в единицу времени: АО = Ег[Г [икал/час[ Эта величина характеризует мощность излучателя. Энергвей полусферического излучения Е [ккалди' час[ называется количество энергии, излучаемое телом с Основные попятил и определения 195 а 14-11 единицы поверхности в единицу времени.
Эта величина представляет собой полусферический лучистый поток с единицы поверхности и характеризует удельную мощность излучателя. Интенсивностью полусферического излучения обычно называют спектральную интенсивность излучения, т. е. энергию монохроматического полусферического излучения, отнесенную к рассиатриваемому интервалу длин волн: дЕ !, = щ 1ккал««ж' кас1. Эта величина определяет монохроматический удельный лучистый поток, характеризующий спектральную удельную мощность излучателя. Угловой плотностью излученвя называется отношение элементарного лучистого потока дц 1ккал««час1, посылаемого в данном направлении площадкой дг в пределах телесного угла д«е, к величине этого телесного угла: до « = д —,е 1ккал/стерад час1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
