Теплообменные процессы и аппараты

1. Теплообменные процессы и аппараты

2.

Теплообменом называется процесс переноса тепла
между телами с различной температурой.
К тепловым процессам, используемым
в
промышленности, относят процессы нагревания,
охлаждения, конденсации и испарения.
Вещества, участвующие в процессе перехода
тепла
(теплообмене),
называются
теплоносителями.
Вещество с более высокой температурой,
которое в процессе теплообмена отдает тепло,
называют горячим теплоносителем, а вещество с
более низкой температурой, воспринимающей
тепло, - холодным теплоносителем.

3.

Движущей силой теплообменного процесса
является
разность
температур
теплоносителей.
Различают
установившиеся
и
неустановившиеся процессы теплопередачи.
При установившемся – температура в любой
точке аппарата не меняется со временем.
Неустановившийся режим - темперарура в
одной и той же точке аппарата будет
изменяться в течение времени процесса.

4.

Передача тепла между теплоносителями:
1.Непосредственное
теплоносителей
соприкосновение
2.Передача тепла через стенку, разделяющую
теплоносители.
Передача тепла от одного тела к другому
может
происходить
посредством
теплопроводности,
конвекции
и
лучеиспускания.

5.

1. Теплопроводность характерна для твердых тел. Передача тепла
осуществляется внутри тела за счет колебания молекул, атомов.
2. Конвекция характерна для газов и жидкостей. Процесс
обусловлен видимым движением частиц.
a) Естественная конвекция – за счет разности плотностей в
различных точках объема из-за разности температур.
b) Вынужденная или принудительная – связана с механическим
переносом вещества при помощи мешалки, насоса,
компрессора.
3.
Лучеиспускание
(тепловое
излучение)
–
процесс
распространения тепла с помощью электромагнитных волн. В этом
случае тепловая энергия превращается в лучистую энергию
(излучение), которая проходит через пространство и затем снова
превращается в тепловую при поглощении энергии другим телом
(поглощение).

6. Тепловой баланс. Уравнение теплового баланса.

При расчете тепловых балансов пользуются следующими тепловыми
характеристиками:
1. Тепловой поток или тепловая нагрузка Q (Дж/с) или (Вт) –
количество тепла, передаваемого в единицу времени от одного тела к
другому. 1Дж/с=1Вт=1/1,16 ккал/час
2. Теплосодержание (энтальпия)
I (Дж/кг) – количество тепла,
содержащаяся в 1 кг массы тела.
3. Удельная теплоемкость с (Дж/кг∙К)количество теплоты,
необходимое для нагревания(охлаждения) 1 кг в-ва на 1К.
Уравнение теплового баланса: Q=Qгор=Qхол
Qгор=GC(T1-T2)
Qхол=gc(t2-t1)

7. Теплопередача

Теплопередача – процесс передачи теплоты от более нагретой среды к
менее нагретой среде через стенку.
Теплоотдача
теплопередачи.
и
тепрлопроводность
являются
частными
случаями
Пример: теплообмен в трубчатых теплообменниках от горячего
теплоносителя к холодному через стенку трубы и два слоя загрязнения с
обеих сторон стенки.
Теплопередача описывается основным уравнением теплопередачи