Теплопередача в поверхностных теплообменниках

В поверхностных теплообменниках перенос тепла от более нагретого к менее нагретому теплоносителю происходит через разделяющую их стенку. В некоторых теплообменных аппаратах температура теплоносителей не меняется вдоль поверхности теплопередачи (например, испарители, в которых более нагретый теплоноситель конденсируется при постоянной температуре, а менее нагретый кипит при постоянной температуре). В основе расчета поверхности таких теплообменников лежит основное уравнение теплопередачи:

Движущая сила , в данном случае определяется как разница между температурой конденсации и температурой кипения теплоносителей.

Значительно чаще встречаются теплообменные аппараты в которых температуры теплоносителей изменяются вдоль поверхности теплообменников (например, подогреватели, холодильники, конденсаторы и др.) Основное уравнение теплопередачи в этом случае имеет вид:

Расчет средней движущей силы при переменных температурах теплоносителей будет рассмотрен ниже.

Рассмотрим перенос тепла от более нагретого к менее нагретому теплоносителю в поверхностных теплообменниках. Тепловой поток Q пропорционален движущей силе , поверхности теплопередачи F и обратно пропорционален общему термическому сопротивлению R (рис.1).

, где К – коэффициент теплопередачи.

Общее термическое сопротивление можно представить в виде суммы сопротивлений отдельных стадий переноса тепла:

Рис.1 . Перенос тепла через стенку в поверхностных теплообменниках.

- сопротивление теплоотдачи со стороны более нагретого теплоносителя;

- коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к стенке ;

- сопротивление стенки;

; и - теплопроводность стенки и её толщина;

- сопротивление теплоотдачи со стороны менее нагретого теплоносителя;

- коэффициент теплоотдачи от стенки к холодному теплоносителю