пропорційно відношенню їх витратних теплоємкостей. Неважко бачити, що при зміні агрегатного стану теплоносія температура його зберігається постійною. Отже, для такого теплоносія теплоємність масової витрати
Співвідношення (6) справедливо як для кінцевої поверхні теплообміну, так і для будь-якого елементарного ділянки.
Рівняння теплопередачі. Найчастіше для визначення поверхні теплообміну використовують таке рівняння
(7)
де k-коефіцієнт теплопеедачі;
t1 і t2-відповідно температури первинного і вторинного теплоносіїв;
F-площа поверхні теплопередачі.
Рівняння справедливо у припущенні, що температури залишаються постійними по всій поверхні теплообміну, проте це окремий випадок. У загальному випадку температури змінюються по поверхні і, отже, змінюється і температурний напір, змінюється і коефіцієнт тепловіддачі на поверхні теплообміну. Значення зміни температур і коефіцієнта теплопередачі можна прийняти постійними тільки межах елементарної площадки поверхні теплообміну. Отже, рівняння теплопередачі справедливо лише в диференціальної формі для елемента теплообміну: (8)
Для рішення рівняння необхідно знати закон зміни по поверхні. Коефіцієнт тепло передачі k, Вт/(м2 * К), в більшості випадків змінюється незначно і його можна прийняти постійним. Для випадків, коли коефіцієнт теплопередачі істотно змінюється на окремих ділянках поверхні теплообміну, його усереднюють:
(9)
Прийнявши, таким чином, постійне значення коефіцієнта теплопередачі по всій поверхні, помножити і розділивши на F, то отримаємо:
(10)
де Q вимірюється у ВАТ.
Вираз (10) є другим основним рівнянням при тепловому розрахунку теплообмінних апаратів і називається рівнянням теплопередачі.
При конструктивному розрахунку теплообмінних пристроїв теплова продуктивність Q, Вт, задається; потрібно визначити площу поверхні теплообміну F. Остання знайдеться з рівняння (10):
(11)
З цього рівняння випливає, що при знаходженні поверхні теплообміну завдання зводиться до обчислення коефіцієнта теплопередачі і усередненого по всій поверхні температурного напору.
Для плоскої стінки, наприклад, коефіцієнт теплопередачі знаходимо з рівняння
(12)
Коефіцієнти тепловіддачі можуть враховувати не тільки конвективную теплопередачу, а й теплопередачу випромінюванням. У цьому випадку, наприклад,. p> Член в знаменнику являє собою повне термічне опір теплопровідності твердої стінки, що розділяє теплоносії. Розділяє стінка може бути як багатошарової, так і однорідною. br/>
.4 Гідравлічний опір елементів теплообмінного апарату
Повний перепад тиску, необхідний при русі рідини чи газу через теплообмінник, визначається формулою
, (13)
де - сума опору тертя на всіх ділянках поверхні теплообміну (каналів, пучків труб, стінок ...
