Полный коэффициент теплообмена. Тепловое и термическое сопротивление.

Полный коэффициент теплообмена. Тепловое и термическое сопротивление.

Полный коэффициент теплообмена для стен или теплообменников может быть вычислен как:

1 / U A = 1 / h1 A1 + dxw / k A + 1 / h2 A2         (1)

где

U = полный коэффициент теплообмена (Вт/м2К)

A = площадь поверхности теплообмена для каждой из сторон(м2)

k = теплопроводность материала (Вт/мК)

h = коэффициент теплообмена для каждого рабочей среды(Вт/м2К)

dxw = толщина стенки (м)

Теплопроводность — k — для нескольких материалов: .

  • ПП-Полипропилен — 0.12 Вт/мК
  • Нержавеющая стальl — 21 Вт/мК
  • Алюминий — 221 Вт/мК

Коэффициент  теплообменаhзависит от

  • разновидности рабочей среды — газ или жикость
  • свойств потока, таких как скорость, например
  • другие температурные и поточные свойства

Коэффициент теплообмена для нескольких распространенных рабочих сред:

  • Воздух — 10 to 100 Вт/м2К
  • Вода — 500 to 10 000 Вт/м2К

Тепловое сопротивление (термическое)

Полный коэффициент теплообмена также может быть вычислен с помощью оценки теплового сопротивления (термического). Стена разбивается на зоны с разным тепловым (термическим) сопротивлением, где

  • теплообмен между 1й рабочей средой и стенкой описывается одним коэффициентом теплового (термического) сопротивления
  • теплообмен через стенку описывается вторым коэффициентом
  • обмен между стенкой и второй рабочей средой описывается третьим коэффициентом

Покрытие поверхности или слои сгоревших продуктов дают дополнительное тепловое (термическое) сопротивление стенке, снижая при этом полный коэффициент теплообмена.

Общая формула:

Rt=(T2-T1)/P

где:

  • Rt — тепловое (термическое) сопротивление на участке тепловой цепи, K / Вт
  • T2 — температура начала участка, K
  • T1 — температура конца участка, K
  • P — тепловой поток, протекающий через участок цепи, Вт

Пример — Теплообмен в теплообменнике

Плоский теплообменник передает тепло от рабочей среды A к рабочей среде B. Толщина тонкой стенки 0.1 мм и материал либо ПП-Полипропилен,либо алюминий либо нержавеющая сталь.

Рабочие тела А и В — воздух с коэффициентом теплообмена hair = 50 Вт/м2К.

Полный коэффициент теплообмена U на единицу площади выражается как:

U = 1 / (1 / hA + dxw / k + 1 / hB)         (1b)

Используя данные ниже можно посчитать полный коэффициент теплообмена для:

  • ПП-Полипропилен : U = 24.5 Вт/м2К
  • Сталь : U = 25.0 Вт/м2К
  • Алюминий : U = 25.0 Вт/м2К
Оценка статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)