Przenikanie ciepła- proces trójetapowy - omówienie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 84
Wyświetleń: 602
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
 Przenikanie ciepła- proces trójetapowy - omówienie - strona 1  Przenikanie ciepła- proces trójetapowy - omówienie - strona 2

Fragment notatki:

Przenikanie ciepła- proces trójetapowy
Ścianka o grubości δ i współczynniku przewodzenia ciepła λ, otoczona płynem 1 i płynem 2. Ze strony płynu 1 mamy T1, przy ściance TW1 Zestrony płynu 2 mamy T2 a przy ściance TW2.
Od punktu T1 do TW1 mamy do czynienia z konwekcją (swobodna/wymuszona).
Od punktu TW1 do TW2 mamy do czynienia z przechodzeniem.
Od punktu TW2 do T2 mamy do czynienia z konwekcją.
T1 płynu. Przy ściance płyn ma temp ścianki TW1. To jest równanie wnikania przez konwekcje strumienia ciepła.
Równanie na strumień PRZENIKANIA ciepła:
Q= K x (T1 - T2)
K- współczynnik przenikania ciepła
Współczynnik przenikania ciepła zależy od :
Od grubości ścianki
Od współczynnika przewodzenia ciepła
Od współczynników wnikania ciepła po obu stronach płynu.
Jak wyznaczyć K?
Zmierzyć różnice temperatur, wyznaczyć strumień ciepła wymienionego.
W realu trzeba wyznaczać dla danych warunków przepływu obie α. Efektywność przenoszenia ciepła obydwoma mechanizmami:
Iloraz związany z przewodzeniem przez ściankę δ/λ jest pomijany.
Przewodzenie ciepła, jeżeli mamy do czynienia ze ścianką dobrze przewodzącą jest tak efektywne, że ten człon jest tak mały, że nie wpływa nam na przenikanie ciepła. Opory ruchy ciepła związane z konwekcją są z reguły znacznie wyższe niż z przewodzenia, zakładając, że mamy dobry przewodnik.
Po to żeby przenosić ciepło z 1 płynu do 2, np. wymiennik ciepła i jedna rura, wokół płynie jeden płyn i druga rura na górze, gdzie płynie drugi płyn i się to nagrzewa, nie było by sensu robić ścianki z izolatora.
Ścianki rur zazwyczaj robi się z miedzi bądź innych metali, stąd to δ/λ w przeliczaniu ciepła z reguły jest tak małe że można je pominąć. Natomiast problemem jest α1 i α2.
Intensyfikacja wymiany ciepła:
Jak można zwiększyć współczynnik przenikania ciepła, jeżeli chcemy ogrzać np. bioreaktor w sterylizacji (jest tam ścianka i medium grzejące czyli para). Najwyższe współczynniki wnikania ciepła (zależne od warunków wnikania ciepła) są dla kondensującej pary, stąd często w przemyśle ogrzewa się różne media kondensującą parą (bo opory wnikania ciepła po stronie pary są minimalne). Ogrzewanie gorącą wodą, która nie jest w stanie pary jest znacznie mniej skuteczne.
Gorąca para najlepiej zwiększa α1 czyli jest najlepsze przenoszenie ciepła.
Ścianka z reguły świetnie przewodzi więc nie bierze się jej pod uwagę.

(…)

… strumień ciepła zwany ciepłem parowania, przemiany fazowej.
Gorąca woda ogrzeje tylko do temp samej wody, natomiast para poza tym, że może podnieść temp, to zawiera dodatkowe ciepło, ciepło przemiany fazowej. Mamy przenikanie po jednej stronie, mamy szybko płynąca parę, mamy konwekcję wymuszoną, w której współczynnik wnikania ciepła jest większy. Jeżeli chcemy coś dobrze ogrzać i szybko po obu stronach…
….
W praktyce przy przenikaniu ciepła jak najlepiej miesza się medium, z którego to ciepło jest pobierane.
Ścianka świetnie przewodząca, a najlepiej jeszcze dobrze mieszać to medium, które ogrzewamy, wtedy wymiana ciepła jest najefektywniejsza.
Zależy głownie od tego na ile to ciepło jest mieszane.
Im wyższa liczna Reynoldsa tym wyższa α.
Możemy wpływać na α liczbą Reynoldsa. Zwiększając liczbę Reynoldsa…
... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz