18.Перенос теплоты, происходящей между телами с различ. Темп. Назыв. Теплообменом. Движ. Силой теплообмена является разность температур.

Теплота самопроизвольно переходит от более нагретого тела к менее нагретому.

Теплоноситель с более высокой темп. назыв. горячим или греющим агентом. Теплоностиель с меньшей темп. назыв. холодным или хладоагентом.

Теплопроводность – это перенос теплоты вследствие беспорядочного теплового движения микрочастиц, непосредственно соприкасающихся друг с другом.

Теплопроводность – это основной вид распространения теплоты в твердых телах.

Закон Фурье.

Кол. теплоты, передоваемое теплопроводностью через плоскую стенку пропорционально разности температур между ее поверхностями, величине этой поверхности , времени и обратно пропорционально толщине стенки и зависит от коэф. теплопроводности.

Λ , где Q – кол. теплоты, измеряется в Ватт. – нач. темп. стенки (в цельсиях) . – конечная температура стенки (в цельсиях). - поверхность теплообмена. – время (в сек) . – толщина стенки (в метрах).

Λ – коэф.теплопроводности. Измеряется

Для большинства материалов коэф. теплопроводности известен.

19.Передача теплоты конвекцией.

Конвективный теплообмен – это перенос теплоты с перемешивающимися макроскопическими объемами газов или жидкостей.

Естественная конвекция – перенос теплоты при движении макроскопических объемов, которое вызвано разностью плотностей в различ. точках объема, возникающей из-за разнсоти температур в этих точках.

Вынужденная конвекция – перенос теплоты при принудительном перемещении жидкостей и газа.

Конвекция связанна с механическим переносом вещества т.е. зависит от гидродинамических условий течения жидкости. При турбулентном движении жидкости по трубопроводу в центральной части потока происходит интенсивное перемешивание и перенос тепла осущ. как конвекцией так и теплопроводностью. По мере приближения к стенке снижается интенсивность перемешивания. В тонком пристенном слое теплота переносится засчет теплопроводности.

Закон охлаждения Ньютона.

Колич. теплоты, отдаваемое от стенки, омывающей ее жидкостью пропорционально поверхности стенки, разности температур стенки и жидкости, времени и зависит от коэф .теплоотдачи.

,где а- коэф. теплоотдачи. Измеряется .

20.В химической промышленности широко распространены тепловые процессы— нагревание и охлаждение жидкостей и газов и.конденсация паров, которые проводятся в теплообменных аппаратах (теплообменниках).Теплообменниками называют аппараты, предназначенные для передачи тепла от одних веществ к другим. Вещества, участвующие в процессе передачи тепла, называются теплоносителями. Тепло­носители, имеющие более высокую температуру, чем нагреваемая среда, и отдающие тепло, принято называть нагревающими агентами, а теплоносители с более низкой температурой, чем среда, от кото­рой они воспринимают тепло, —охлаждающими агентами.

В качестве прямых источников тепла в химической технологии исполь­зуют главным образом топочные газы, представляющие собой газообраз­ные продукты сгорания топлива, и электрическую энергию. Вещества, получающие тепло от этих источников и отдающие его через стенку тепло­обменника нагреваемой среде, носят название промежуточных теплоносителей. К числу распространенных промежуточных теплоносителей (нагревающих агентов) относятся водяной пар и горячая вода, а также так называемые высокотемпературные теплоносители — пере­гретая вода, минеральные масла, органические жидкости (и их пары),а также при помощи электрического тока: нагревание электрическим сопротивлением. ,индукционное нагревание, высокочастотное нагревание.

Одним из наиболее широко применяемых греющих агентов является насыщенный водяной пар. Это объясняется существенными достоинствами его как теплоносителя, В результате конденсации пара получают большие количества тепла при относительно небольшом расходе пара, так как теплота конденсации его составляет приблизительно 2,26*106 дж/кг

Важным достоинством насыщенного пара является постоянство тем­пературы его конденсации (при данном давлении), что дает возможность точно поддерживать температуру нагрева, а также в случае необходимости регулировать ее, изменяя давление греющего пара.

Основной недостаток водяного пара — значительное возрастание дав­ления- с повышением температуры. Вследствие этого температуры, до ко­торых можно производить нагревание насыщенным водяным паром, обычно не превышают 180—190 °С, что соответствует давлению пара 10—12 am. При больших давлениях требуется слишком толстостенная и дорогостоя­щая теплообменная аппаратура, а также велики расходы на коммуника­ции и арматуру.

Для охлаждения до обыкновенных температур (примерно до 10—30 °С) наиболее широко используют доступные и дешевые охлаждающие агенты — воду и воздух. По сравнению с воздухом вода отличается большой тепло­емкостью, более высокими коэффициентами теплоотдачи и позволяет про­водить охлаждение до более низких температур.

В качестве охлаждающего агента применяют речную, озерную, пру­довую или артезианскую (получаемую из подземных скважин) воду. Если по местным условиям вода дефицитна или ее транспортирование связано со значительными расходами, то охлаждение производят оборотной водой — отработанной охлаждающей водой теплообменных устройств. Эту воду охлаждают путем ее частичного испарения в открытых бассейнах или чаще всего — в градирнях путем смешения с потоком воздуха (см. ниже) и снова направляют на использование в качестве охлаждаю­щего агента.Достигаемая температура охлаждения зависит от начальной темпе­ратуры воды. Речная, озерная и прудовая вода в зависимости от времени года имеет температуру 4—25 °С, артезианская вода 8—15° С и оборотная вода приблизительно 30 °С (в летних условиях). При проектировании теплообменной аппаратуры следует принимать в качестве расчетной, на­чальную температуру воды для наиболее неблагоприятных (летних) условий с тем, чтобы обеспечить надежную и бесперебойную работу теплообменных устройств в течение всего года. Температура воды, выходящей из теплообменников, не должна превышать 40—50 °С (в зависимости от состава воды), чтобы свести к минимуму выделение растворенных в воде солей, загрязняющих теплообменные поверхности и снижающих эффек­тивность теплообмена.Вода используется для охлаждения главным образом в поверхностных теплообменниках (холодильниках).Вода применяется также в

теплообменниках смешения,напри­мер разбрызгивается в потоке газа

для охлаждения и увлажнения.