전도성 열 전달. 평평한 벽에있는 전도성 열교환
강의 4. 전도성 열교환.
4.1 푸리에가는 3 차원 비 스테이제 아티
온도 필드
4.2 온도 와드 계수. 육체적 인 의미
4.3 고유성 조건 - 가장자리 조건
4.1 푸리에가는 3 차원 비 스테이제 아티
온도 필드
어떤 물리적 프로세스에 대한 연구는 그 값을 특징 짓는 그 값 사이의 의존성의 수립과 관련이 있습니다. 다소 복잡한 열전도율 과정에 대한 연구에 그러한 의존성을 확립하기 위해 수학 물리학 방법을 사용 하였지만 전체 연구 공간이 아닌 공정을 고려한 것은 아니지만 물질의 초등 체적에서 무한히 작은 기간. 열전도율이있는 열 전달과 관련된 값 사이의 관계는 차동 방정식에 의해 설정됩니다. - 3 차원 비산화 온도계의 푸리에 방정식.
열전도율의 차동 방정식 유도에서 다음 가정이 수용됩니다.
내부 열원은 결석합니다.
시체는 균질하고 등방성이며;
에너지 보존 법칙은 사용되는 열 전도도가 시간에 열전도율이 포함되어 동시에 방출되는 열 전도성으로 인해 포함 된 열량의 차이가 초등의 내부 에너지를 변경하기 위해 소비됩니다. 기본 볼륨의 양.
본체에서 DX, DY, DZ 리브로 평행 한 초등이 강조 표시됩니다. 패브릭 온도는 다르므로 x, y, z 축의 방향으로 평행 육식 열을 통해 발생합니다.
그림 4.1 열전도율의 미분 방정식의 결론
DX · DY 플랫폼을 통해 푸리에 가설에 따르면 다음과 같은 열은 다음과 같습니다.
https://pandia.ru/text/80/151/images/image003_138.gif "width \u003d"253 "height \u003d"46 src \u003d "\u003e (4.2)
여기서 https://pandia.ru/text/80/151/images/image005_105.gif "width \u003d"39 "height \u003d"41 "\u003e z 방향의 온도 변화를 결정합니다.
수학적 변환 후, 방정식 (4.2)이 기록됩니다.
https://pandia.ru/text/80/151/images/image007_78.gif "width \u003d"583 "height \u003d"51 src \u003d "\u003e, 감소 후 :
https://pandia.ru/text/80/151/images/image009_65.gif "width \u003d"203 "높이 \u003d"51 src \u003d "\u003e (4.4)
https://pandia.ru/text/80/151/images/image011_58.gif "width \u003d"412 "height \u003d"51 src \u003d "\u003e (4.6)
다른 한편으로는 에너지 보존 법칙에 따라 :
https://pandia.ru/text/80/151/images/image013_49.gif "width \u003d"68 "height \u003d"22 src \u003d "\u003e. gif"width \u003d "203"height \u003d "51 src \u003d"\u003e. (4.8)
값 https://pandia.ru/text/80/151/images/image017_41.gif "width \u003d"85 "height \u003d"41 src \u003d "\u003e (4.9)
방정식 (4.9)은 내부 열원이 없을 때 열전도율의 차이 방정식 또는 3 차원 비 정지 온도계의 푸리에 방정식을 푸는 것으로 지칭된다. 열전도 공정을 연구 할 때 주요 방정식이며 온도 필드의 어느 지점에서의 임시 및 공간 온도 변화 사이의 관계 설정.
본체 내부의 열원으로 열전도율의 미분 방정식 :
https://pandia.ru/text/80/151/images/image019_35.gif "width \u003d"181 "height \u003d"50 "\u003e
신체의 어떤 지점에 대한 시간이 변하는 온도 변화는 크기에 비례합니다. 그러나.
https://pandia.ru/text/80/151/images/image021_29.gif "width \u003d"26 "height \u003d"44 "\u003e. 동일한 조건에서는 그 몸의 온도가 더 빨리 증가하여 더 많은 온도 계수. 가스가 작고 금속은 큰 열전도도 계수입니다.
비 스테이제 열처리에서 그러나 온도 변화율을 특성화합니다.
4.3 고유성 조건 - 가장자리 조건
열전도율의 차동 방정식 (또는 대류 열교환의 차동 방정식 시스템)은 이러한 프로세스를 일반...에 열전도율이나 대류가있는 특정 현상이나 유체 이동 현상의 그룹을 연구하려면 다음을 알아야합니다. 초기 순간 온도 분포, 온도 주위, 기하학적 모양 및 몸체 크기, 중형 및 몸체의 물리적 파라미터, 신체 표면상의 온도 분포 또는 환경과 신체의 열 상호 작용 조건을 특징으로하는 경계 조건.
이 모든 개인 기능은 소위 소위에 결합됩니다. 망가루 또는 경계 조건의 조건 포함하고있는:
1) 초기 조건 ...에 몸체의 온도와 주변 온도의 온도 분포를 시간의 초기 ± 0으로 설정하십시오.
2) 기하학적 조건 ...에 모양, 몸체의 기하학적 크기와 공간의 위치를 \u200b\u200b설정하십시오.
3) 신체 조건 ...에 중간 및 본문의 물리적 매개 변수를 설정하십시오.
4) 국경 조건 세 가지 방법을 설정할 수 있습니다.
경계 조건 I 종류 : 신체 표면의 온도 분포는 언제든지 설정됩니다.
경계 조건 II. : 언제든지 신체 표면의 각 점에서 열 플럭스의 밀도를 설정합니다.
경계 조건 III 종류 : 신체를 둘러싸고있는 배지의 온도와 신체와 환경 사이의 열 전달 법칙.
표면 사이의 대류 열교환의 법칙 고체 그리고 환경은 훌륭한 복잡성을 특징으로합니다. 대류 열교환의 이론은 뉴턴 리치 만식 방정식을 기반으로하며, 이는 열전달이 켜진 것의 영향을 받아 몸 Q Q와 온도 압력 (TCT-TG) 사이의 관계를 수립합니다. 신체 표면이 발생합니다.
q \u003d α · (TCT - TG), W / M2 (4.11)
이 방정식에서는 α가 열전달 계수 (w / m2 · °)라고하는 비례 계수입니다.
열 전달 계수는 신체와 환경 사이의 열교환 강도를 특징 짓습니다. 본체 표면과 환경 사이의 온도 차이가 1 도의 온도 차이와 함께 단위 시간당 신체 표면의 주어진 (또는인지 된) 단위보다 숫자로 동일합니다. 열전달 비율은 매우 많은 요인에 달려 있으며 그 정의는 매우 어렵습니다. 열 전도성의 문제를 해결할 때, 그 값은 대개 영구적으로 수행됩니다.
에너지 절약의 법칙에 따르면 열 전달로 인한 시간 단위의 환경의 본문의 단위 표면에 의해 방출되는 열의 양은 열과 같아야하며 열전도율이 표면의 단위로 공급되는 것입니다. 본문의 내부 부분에서 단위의 시간당 :
https://pandia.ru/text/80/151/images/image023_31.gif "width \u003d"55 "높이 \u003d"47 src \u003d "\u003e - DF 사이트로의 정상 방향으로 온도 구배의 투사.
감소 된 평등은 속의 경계 조건 III의 수학적 제형입니다.
고유성의 주어진 조건으로서 열전도율 (또는 대류 열교환의 공정에 대한 방정식 방정식 시스템)의 차동 방정식의 해결책은 시점의 신체 전체의 온도 필드를 결정할 수있게 해줍니다. 양식 : t \u003d f (x, y, z, τ).
복잡한 열교환의 공정 중, 방사선 - 그러나 대류 및 방사선 전도성 열교환이 \u200b\u200b구별된다.
그것은 그들의 합으로 나뉘어져 있습니다. 다른 원천 조건을위한 평판의 방사선 전도성 열교환은 [L.에서 고려됩니다. 5, 117, 163]; 원통형 층의 경우 - [L. 116]
그래서이 지역에서는 직경이 증가하고 최대 열교환 계수가 증가함에 따라 큰 입자의 끓는 층으로 분류 된 이유는 무엇입니까? 가스 대체 열교환에 관한 것입니다. 미세 입자의 층에서 가스 여과 속도가 너무 작아서 열교환의 대류 성분이 "쇼"할 수 있습니다. 그러나 곡물의 직경이 증가함에 따라 증가합니다. 낮은 전도성 열교환에도 불구하고, 대형 입자의 비등 층에서, 대류 성분의 성장은 이러한 단점을 보상한다.
제 14 회 방사 전도성 열교환
14-2. 열원이없는 그레이 흡수 매체의 평평한 층의 방사선 전도성 열교환
14-3. 열원이있는 선택적 및 이방성 분산 매체의 평평한 층의 방사선 전도성 열교환
따라서 나열되고 다른 일부 다른 개인적인 작품에 기초하여 Tapla의 체적 공급원을 함유하는 시스템의 방사선 전도성 열교환이 \u200b\u200b분명히 충분히 연구되지 않았다는 것이 분명해진다. 특히, 매체와 경계면의 선택성의 효과는 분명하지 않으며, 서라운드 및 표면 산란 이방성의 효과가 아닙니다. 이 저자와 관련하여 평평한 레이어에서 방사선 유지 보수 열교환의 문제로 대략적인 분석 해결책이 수행되었습니다.
합계 및 대류 열 전달. 특히이 GAID 열교환의 경우. 이동 매체의 방사선 열교환 (공동 구조 전사의 부재), 고정 매체의 방사선 전도성 열교환 (대류 (대류 (전송) 및 순전히 " 방사선 전달이없는 경우 이동 매체의 대류 열교환. 방사선 대류 열교환의 공정을 설명하는 방정식 시스템은 IB CH. 12에 의해 고려되고 분석되었습니다.
식 (15-1)에서, 채널의 벽으로의 전체 열 전달 계수는베이스 (14-14) 및 (14-15)에서 발견 될 수있다. 이러한 목적을 위해, 우리는 채택 된 계획의 틀을 고려하여, 경계선의 코어와 채널의 벽의 방사선이없는 열 교환으로 경계 표면을 경계면으로 경계 표면으로 열 전달하는 과정을 고려한다. 레이어 두꺼운 b. 우리는 "채널 직경과 비교하여"경계층의 작은 두께의 작은 두께가 주어진이 섹션의 중간 열량계 온도의 중간 열량계 온도의 핵의 온도와 동일합니다. 핵심의 경계 표면 중 하나로 고려해야합니다. 흐름 [채널 t (x) 의이 부분에서의 온도와 흡수가 AG] 및 다른 것으로, "온도 TW 및 흡수 용량 AW와 함께 채널의 벽,"공정을 고려하십시오. 경계층을 통한 방사선 전도성 열 교환의 (14-14)를 사용하여, 우리는이 섹션에서 국부 열 전달 계수 A에 대한 표현을 얻습니다. 간단한 경우에도 방사선 전도성 열교환의 문제보다는 일반적으로 방사선 대류 열교환의 문제가 발생합니다. 다음은 대략적인 해결책이다 [L. 205] 방사선 대류 열교환의 한 가지 공통 과제. 중요한 단순화를 통해 결국 결정을 가져올 수 있습니다.
[L. 88, 350] 특정 조건 하에서의 텐서 근사치는 열전달 공정 연구에서 새로운 가능성을 열어주는보다 정확한 방법이다. (L. 351] 제안 된 텐서 근사 (L. 88, 350]는 Radia-Conductive 열교환의 결합 된 문제를 해결하기 위해 사용되었다. 향후에 텐서 근사치가 일반화 된 저자는 " 방사 시스템에서의 임의의 표시와 표면 산란의 스펙트럼 및 완전한 방사선 [L. 29, 89].
복잡한 열교환의 문제를 해결하기위한 반복적 인 방법 적용, 모든 영역에서 qpea.i의 값으로 설정되어야하며 qpea.i의 결과 분포를 결정해야합니다 (i \u003d l 2, ..., p) 이는 전기 센서에서 계산 된 온도 필드입니다. 모든 값의 두 번째 근사치
방사선 - 전도성 열교환은 약화 된 매체의 평평한 층과 관련하여 고려된다. 두 가지 작업이 해결되었습니다. 첫 번째는 표면 표면의 운반 온도에서 제한없이 배지의 평평한 층에서 방사선 전도성 열교환의 분석적 고려 사항이며, 동시에, 매체 및 경계 표면은 회색으로 가정되었다. 배지의 내부 열원은 결석했다. 두 번째 용액은 층 내부의 열원이있는 선택적 및 이방성 분산 분산 매체의 평평한 층에서 방사선 전도성 열교환의 대칭 문제에 속합니다. 첫 번째 작업의 결정 결과
복잡한 열교환 방정식 시스템의 특별한 경우, 유체 역학에서 고려 된 모든 개별 방정식 및 열교환 이론은 측정됩니다 : 배지의 운동과 연속성, 순수 전도성, 대류 및 방사선 열교환 방정식 , 고정 매체의 방사선 전도성 열교환 방정식 및 마침내 방사선 열교환 방정식은 움직이지 만 친밀한 전직 군대입니다.
복잡한 열교환의 종류 중 하나 인 방사선 전도성 열교환은 과학 및 Datronics (Astro 및 Geophysics, 야금 및 유리 산업, Electrovacuum 기술, 새로운 재료 생산)에서 다양한 분야에서 일어난다. ...에 방사선 전도성 열교환의 공정을 연구 할 필요가 있기 때문에, 액체 및 기체 배지의 플럭스의 경계 층 및 다양한 반투명 재료의 열전도율을 연구하는 문제점이있다.
그러나 무선 도오 - "전도성 열교환 IB가 유효한 조건을 계산하는 것. 문제의 수치 적 솔루션은 시각적 인 수치 적 솔루션을 제공합니다. 연구중인 공정의 카린 (특정 경우에 많은 제한을 요구하지 않고 특정 경우 대략적인 분석 연구에 내재되어 있습니다. 분석 및 숫자 솔루션의심 할 여지없이 그들은 알려져 있습니다 (제한적이고 사적인 성격에도 불구하고 방사선 능력 열교환의 과정에 대한 연구에서 진행됩니다.
이 장에서는 매체의 평평한 층에서 방사선 - 전도성 열 교환의 문제에 대한 두 가지 분석 해결책에 대해 설명합니다. 첫 번째 솔루션은 온도에 대한 제한이없고 경계면의 흡수 용량과 중간 층의 광학 두께에 대한 제한이 없을 때 문제를 고려합니다 [L. 89, 203]. 이 솔루션은 반복적으로 수행되며 환경 I.Border 표면은 회색으로 가정되며 배지에 열이 없습니다.
무화과. 14-1. 배지에 내부 열원이없는 경우 흡수 및 열 전도 매체의 평탄한 층에서 RA 대각 전도성 열교환의 문제를 해결하는 방식.
가장 상세한 분석 연구는 회색 층을 통한 방사선 전도성 열 교환의 문제점 이상으로 얻어졌으며, 층의 회색 경계 표면의 온도와 환경 자체의 열원이 없을 때 순수한 흡수 매체의 문제점 이상을 나타냈다. 발광 전도성 매체의 방사선 전도성 열교환 층의 문제는 특정 가정의 채택과 함께 매우 제한된 수의 작품에서 매우 제한된 수의 작품에서 고려되었다.
처음으로 프로세스에서 내부 열원을 고려해야 할 시도 "방사선 전도성 열교환이 \u200b\u200b[L. 208]에서, 회색 층을 통한 방사선 및 열전도율에 의한 열전달의 문제, 부피에 의한 소스의 균일 한 분포를 갖는 비 산도성 매체 인 비 - 산란 매체 인 경우. 그러나 작업에서 수학적 오류가 획득 된 결과를 줄였습니다.
이 유형의 열 교환은 온도계에 위치한 몸체의 억제 된 입자 사이에서 발생합니다.
티. = 에프. ( 엑스. , y, 지. , 티. ), 학년 온도 구배가 특징입니다 티.온도 구배는 온도가 증가하는 방향으로 등온 표면에 정상 N 0으로 향하는 벡터입니다.
졸업생들.티. = 피 영형. DT / DN. = 피 영형. 티.
열 필드 구별 : 1 차원, 2 차원 및 3 차원; 고정식 및 비 스테이제. 등방성 및 이방성.
전도성 열교환의 과정에 대한 분석적인 설명은 기본 푸리에 법률을 기반으로하고, 정지 된 열유속의 특성을 묶었고, 중간의 1 차원 등방성 배지, 기하학적 및 열광 물리학 적 파라미터에서 전파 :
큐. \u003d λ (T. 1 -티. 2 ) S / L T. 또는 p \u003d 큐. / t \u003d λ. (티. 1 -티. 2 ) S / L.
어디: - 큐. - 시간 동안 샘플을 통해 전달 된 열량 티. , 칼;
λ - 샘플의 재료의 열전도 계수, W / (M- 영역);
티. 1 , T. 2 - 따라서, 샘플의 "뜨거운"및 "냉각"섹션의 온도, 우박;
ss. - 샘플 횡단면, M 2;
엘. - 샘플의 길이, m;
아르 자형 - 열 흐름, W.
열 값에 따라 전열 유사의 개념을 기반으로 아르 자형 과티. 전류를 넣으십시오 나는. 전위 전위 유. , 열 회로 사이트의 "OHM 법"의 형태로 푸리에 법률을 상상해보십시오.
p \u003d ( 티. 1 -티. 2 ) / l / λs. = (티. 1 -티. 2 ) / r. 티. (4.2)
여기에 있습니다 육체적 인 의미 매개 변수 아르 자형. 티. 있다 열의 열 사슬 영역에 대한 저항 및 1 / λ - 특정 열 저항. 이러한 전도성 열교환의 공정의 프리젠 테이션은 전기 회로를 계산하는 방법에 공지 된 위상 모델로 표시되는 열 회로의 파라미터를 계산할 수있게한다. 그런 다음 전기 회로와 마찬가지로 벡터 형태의 현재 밀도에 대한 표현식이 형식입니다.
제이. = – σ 졸업생들.유. ,
열 사슬의 경우 벡터 양식의 푸리에 법률이 보일 것입니다.
피. = - λ 졸업생들. 티. ,
어디 아르 자형 - 열 플럭스의 밀도 및 빼기 기호는 열유속이 차단기 단면으로 가열 된 몸체로부터 분포된다는 것을 나타냅니다.
표현식 (4.1)과 (4.2), 전도성 열교환을 위해 우리는
ㅏ.= ㅏ. kd \u003d. λ / 엘.
따라서, 열 전달 공정의 효율을 높이기 위해 길이를 감소시킬 필요가있다. 엘. 열 사슬을 늘리고 열 전도성을 높입니다 λ
전도성 열교환의 과정을 설명하는 일반화 된 형태는 에너지 절약법 및 푸리에의 수학적 표현 인 열전도율의 차이 방정식입니다.
cF. dT. / dT. = λ 엑스. 디. 2 티. / dX. 2 + λ 와이. 디. 2 티. / dy. 2 + λ 지. 디. 2 티. / dZ. 2 + 습득 v.
어디 ...에서 -특정 열 용량, J / (CG-);
p는 배지의 밀도, kg / m3;
습득 v. - 내부 소스의 벌크 밀도, W / M 3;
λ 엑스. λ 와이. λ 지. - 좌표축의 방향으로 특정 열전도율 (이방성 매체 용).
4.2.2. 대류 열교환
이러한 유형의 열교환은 가열 된 몸체의 흐름의 세척으로 인해 가열 된 몸체의 표면으로부터 주변 공간으로의 열 전달이 가열 된 몸체보다 낮은 것으로 인해 주변 공간으로 이루어지는 복합체입니다. 온도. 이 경우, 온도계의 파라미터와 대류 열교환의 강도는 냉각제의 움직임의 성질, 열 물리 - 슈즈키 특성뿐만 아니라 신체의 형상 및 크기에 의존합니다.
따라서 냉각수 흐름의 흐름은 자유롭고 강제로 현상에 해당하는 강제로 자연스러운과 강요된전달. 또한 구별 층류 과 난기류 제이.흐름의 흐름 모드는뿐만 아니라 스트림의 이러한 움직임을 결정하는 힘의 비율에 따라 내부 마찰, 점도 및 관성의 힘의 능력에 따라 중간 상태입니다.
대류와 동시에 전도성 열교환이 \u200b\u200b냉각수의 열전도 도로 인해 발생하지만 유체 및 가스의 열전도율의 비교적 적은 값으로 인해 효과가 낮습니다. 일반적인 경우,이 열교환 메커니즘은 뉴튼 리치 마나스를 설명합니다.
p \u003d ㅏ. KB. 에스. ( 티. 1 - T. 2 ), (4.3)
어디: ㅏ. KB. - 열 전달 계수 대류, w / (m 2-grad.);
티. 1 - T. 2 2 - 각각, 벽과 냉각제의 온도, k;
에스. - 열교환의 표면, m 2.
뉴턴 리치먼에 대한 설명의 외부 단순함으로, 대류 열교환 과정의 효과에 대한 정량적 평가의 복잡성은 계수의 가치입니다 ㅏ. KB. 요인 세트에 따라 다릅니다. 그것은 많은 프로세스 매개 변수의 함수입니다. 명시 적으로 중독을 찾으십시오 ㅏ. KB. = 에프.그러나 1 , ㅏ. 2 , ...,하지만 제이. , ...,하지만 엔. ) 프로세스 매개 변수가 온도에 따라 달라지기 때문에 종종 불가능합니다.
각 특정 사례에 대해이 작업을 해결하십시오 유사성 이론그런 현상의 학습 속성과 유사성을 수립하는 방법. 특히 복잡한 물리적 프로세스의 흐름이 분리되지 않는다는 것이 입증되었습니다. 물리적 및 기하학적 매개 변수이지만이 프로세스의 흐름에 실질적으로 매개 변수로 구성된 무 차원 전력 복합체는 기준 . 그런 다음 복합 공정의 수학적 설명이 이러한 기준의 준비로 줄어들므로 AV의 원하는 값을 포함하는 하나는 기준 방정식 , 이 유형은이 프로세스의 종 중 하나에 유효합니다. 유사성 기준을 만들 수없는 경우, 이것은 프로세스의 일부 중요한 매개 변수가 고려되지 않거나이 프로세스의 일부 매개 변수가 많은 피해를 입지 않고 고려할 수 있습니다.
열전도율이있는 열 전달 공정은 교환에 의해 설명됩니다. 운동 에너지 물질의 분자와 전자의 확산 사이. 이러한 현상은 서로 다른 점에서 물질의 온도가 다르거나 다양한 정도의 가열을 가진 두 몸체가 접촉 될 때 발생합니다.
열전도도 (푸리에 법)의 주요 법은 시간당 균일 한 (균일 한) 몸체를 통과하는 열량이 횡단면 영역에 직접 비례하여 열 흐름에 대한 온도 구배와 흐름
여기서, Rt는 열전도율에 의해 전송 된 열 플럭스의 전력이다.
l은 열전도도 계수입니다.
d - 벽 두께, m;
t 1, T 2 - 가열 및 차가운 표면의 온도, k;
S - 표면적, m 2.
이 표현에서, RES의 설계를 개발할 때, 전체 영역에 열 접촉을 제공하기 위해 부품의 일부에서 열 전도성 벽이 정상적으로 수행되어야한다고 결론 지을 수 있습니다. 대형 열전도 계수를 가진 재료를 선택해야합니다.
평평한 벽 두께를 통해 열 전달의 경우를 고려하십시오. d.
그림 7.2 - 벽을 통한 열 전달
Square S의 벽면을 통해 단위 시간당 전송 된 열의 양은 이미 알려진 공식에 의해 결정됩니다.
이 공식은 전기 회로에 대한 옴법의 방정식과 비교됩니다. 완전한 유추를 확신하는 것은 어렵지 않습니다. 따라서 시간 단위의 열의 양은 전류 i의 값에 해당하는 온도 구배 (T1-T 2)는 잠재력의 차이에 해당합니다.
관계가 호출됩니다 t e r m과 che to와 m 저항 및 R T에 의해 표시,
열적 플럭스의 흐름과 전류 사이의 유추로 간주되는 것은 물리적 프로세스의 일반성을 기록 할 수있을뿐만 아니라 복잡한 구조에서 열전도율 계산을 용이하게합니다.
냉각 될 요소의 고려 된 경우에, 온도 T ST1을 갖는 평면 상에 위치한다면,
t st1 \u003d p t d / (ls) + t st2.
따라서 T ST1을 줄이기 위해 방열판 표면의 면적을 증가시키고 열 전달 벽의 두께를 줄이고 대량의 열 전도성 계수로 재료를 선택해야합니다.
열 접촉을 향상시키기 위해 접촉면의 거칠기를 줄이고 열 전도성 재료로 덮고 그 사이에 접촉 압력을 만듭니다.
구조체의 요소들 사이의 열 접촉의 질은 전기 저항에 따라 다릅니다. 접촉면의 전기 저항이 작을수록 열 저항이 적지 않으면 방열판이 우수합니다.
환경의 방열판이 작을수록 정지 열 교환 모드를 설정하는 것이 더 오래 걸립니다.
일반적으로 디자인의 냉각 부분은 섀시, 하우징 또는 케이스입니다. 따라서 설계의 디자인 버전을 선택할 때, 부착을 위해 선택된 조건이 환경 또는 내열성과의 양호한 열교환을위한 냉각수 조건인지 여부를 확인해야합니다.
머리말
유압식 및 열 공학은 환경 보호 방향으로 공부하는 학생들을위한 기본 일반적인 엔지니어링 징계입니다. 그것은 두 부분으로 구성됩니다.
이론적 기초 기술 프로세스;
전형적인 프로세스 및 산업 기술 장치.
두 번째 부분에는 세 가지 주요 섹션이 포함됩니다.
유체 역학 및 유체 역학 공정;
열 프로세스 및 장치;
대량 교환 프로세스 및 장치.
훈육의 첫 번째 부분에서는 n.kh 강의 초록이 발표되었습니다. Zinnatullina, A.I. Guryanova, V.K. ilyina (유압식)
및 열 공학, 2005); 훈련의 두 번째 부분의 첫 번째 파티션에서 - 자습서의 n.kh. Zinnatullina, A.I. Guryanova, V.K. Ilina, D.A. Eldasheva (유체 역학 및 유체 역학 공정, 2010).
이 설명서는 두 번째 부분의 두 번째 섹션을 설정합니다. 이 절에서는 전도성 및 대류 방열 교환의 가장 일반적인 경우, 열전달, 증발 및 열교환 기 장비의 작동 원리 및 설계 원리가 고려 될 것입니다.
교과서는 세 개의 장으로 구성되어 있으며, 각각은 학생들이 자체 제어에 사용할 수있는 질문으로 끝납니다.
주요 작업이 표시됩니다 지도 시간 - 학생들에게 열처리의 엔지니어링 계산 및 필요한 장비의 선택을 수행하도록 가르치십시오.
부품. 1. 열교환
산업 기술 프로세스는 열 에너지 공급 또는 제거로 인해 생성되는 특정 온도에서만 주어진 방향으로 흐릅니다. 프로세스, 누출 속도는 공급 또는 열의 제거 속도에 따라 다르며 열을 열입니다. 열처리의 원동력은 단계 간의 온도의 차이입니다. 열처리가 수행되는 디바이스를 열교환기로, 열 전달 열을 이용하여 열교환 기.
열 교환 공정의 계산은 일반적으로 열교환의 계면 표면의 결정으로 절감됩니다. 이 표면은 위치해 있습니다
통합 된 형태의 열 전달 방정식에서 잘 알려진 바와 같이 열 전달 계수는 위상 열 전달 계수에 따라 달라지며,
벽의 열 저항뿐만 아니라. 아래는 그들의 정의에 대한 방법으로 간주되어 온도계 및 열 플럭스를 찾습니다. 가능한 경우, 원하는 값은 보존 법의 방정식을 해결하는 것으로 이루어지며 다른 경우에는 수학적 모델 또는 물리적 모델링 방법이 사용됩니다.
대류 열교환
대류 일 때, 열전달은 냉각수 스트림의 매크로 입자로 일어난다. 대류는 항상 열전도율을 동반합니다. 알려진 바와 같이 열전도도 - 현상 분자, 대류 - 거시적 인 현상
열 전달에서 온도가 다른 모든 냉각제의 모든 층이 관련됩니다. 열 대류는 열전도도보다 훨씬 빠르게 옮겨졌습니다. 장치의 벽면의 대류가 사라집니다.
대류 따뜻한 전달은 푸리에 - 키르 쇼프 방정식으로 묘사됩니다. 중간 흐름의 패턴은 Navier-Stokes 방정식 (층류 모드) 및 레이놀즈 (난류)에 의해 기술되어 있으며 연속성 방정식에 의해 기술된다. 대류 열교환의 패턴의 연구는 등온 및 비 에로틱 한 제제에서 수행 될 수 있습니다.
등온 제형에서, Navier-stokes 방정식은 먼저 해결되고 지속적으로 얻어진 속도 값을 사용하여 푸리에 - kirchhoff 방정식을 해결합니다. 이러한 방식으로 얻어진 열 전달 계수의 값은 이후에 갱신되고 수정됩니다.
Navier-Stokes 방정식의 비 에로틱 한 제제에서는 온도에서 매체의 열 물리학적 특성의 의존성을 고려하여 연속성 및 푸리에 - 키 히프를 함께 해결합니다.
실험 데이터, 종속성이있는 것으로 나타났습니다 r.(티.), l ( 티.)
및 r ( 티.) 약하고 m ( 티.) - 매우 강한. 따라서 M 의존성 M만이 일반적으로 고려됩니다 ( 티.짐마자 이러한 의존성은 Arrhenius 또는 대수 방정식의 형태로 더 간단 해지는 것으로 나타날 수 있습니다. 따라서 소위 공액 작업이 발생합니다.
에 최근 온도에서 유체의 점도의 의존성을 고려하여 층류 유체 흐름에서 많은 열 전달 문제를 해결하기 위해 방법이 개발되었습니다. 난기류 흐름의 경우, 모든 것이 더 복잡합니다. 그러나 컴퓨터 기술을 사용하여 대략적인 숫자 솔루션을 사용할 수 있습니다.
이러한 방정식을 해결하기 위해 초기 및 경계 조건을 포함하는 탐험성 조건을 넣을 필요가 있습니다.
경계 열교환 조건은 다른 방식으로 주어질 수 있습니다.
첫 번째 종류의 경계 조건은 벽의 온도 분포에 의해 주어집니다.
; (19)
가장 간단한 경우 티. c t \u003d const;
두 번째 종류의 경계 조건 - 벽의 열유속이 설정됩니다.
; (20)
제 3 종의 경계 조건 - 채널을 둘러싸는 매체의 온도와 열 전달 계수의 분포가 설정된다.
중간에 벽면에서 또는 그 반대의 경우도 마찬가지입니다
. (21)
경계 조건 유형의 선택은 열교환 장비의 조건에 따라 다릅니다.
평판에
변하지 않은 열 물리적 특성으로 스트림을 고려하십시오 (r, m, l, c P. \u003d const), 평평한 반 무한 얇은 판을 따라 강제 운동을하고 열을 끌어 올리십시오. 무제한의 흐름이 속도로 가정 해보십시오
및 온도 티.° 반 무한 판에 날아간다
비행기와 함께 하류 – 지. 온도가있는 것 티. Art \u003d const.
유체 역학 및 열 경계층을 강조 표시하십시오
두께의 dg 및 d t, 각각 (영역 99 % 속도 변화 w X.
온도 티.짐마자 흐름의 핵심과 티.° 상수.
연속성 및 네비어 -의 방정식을 분석하십시오. 이 작업은 2 차원이기 때문입니다 w Z., 
...에 실험 데이터에 따르면 유체 역학 경계선 층에서는 알려져 있습니다. 
...에 흐름의 핵심에서 
따라서, 따라서, 베르누리 방정식에 따르면 
, 국경 층에서 동일한 것입니다
.
알려진 것처럼 " 하류»D G, 따라서 
.
그러므로, 가지고있다
; (22)
. (23)
축의 유사한 방정식을 기록하십시오 습득 때문에 의미가 없다 w y. 그것은 연속성의 방정식에서 발견 될 수 있습니다 (22). 비슷한 절차를 사용하여 푸리에 - 키르 쇼프 방정식을 단순화 할 수 있습니다.
. (24)
차동 방정식 (22) - (24)의 시스템은 평면 고정 된 열 층 경계층의 등온 수학적 모델이다. 우리는 경계 조건을 공식화합니다
접시와 함께 테두리에, 즉. ...에 대한 습득 \u003d 0 : Any. 하류 속도 w X.\u003d 0 (접착 상태). 국경과 유체 역학 국경 외부
그. ...에 대한 습득≥ d g ( 하류), 만큼 잘 하류\u003d 0을 위해 0입니다 습득: w X.\u003d. 온도 분야의 경우 유사한 주장.
따라서 경계 조건은 다음과 같습니다.
습득 x ( 엑스., 0) = 0, 엑스. > 0; w X. (엑스., ∞) = ; w X. (0, y) \u003d; (25)
티. (엑스., 0) = 티. 성 엑스. > 0; 티. (엑스., ∞) = 티. ° ; 티. (0, 와이.) = 티. °. (26)
이 작업의 정확한 솔루트는 Blazius에 의해 얻어졌습니다. 간단한 대략적인 솔루션이 있습니다 : 통합 관계의 방법 (YUDAEV)과 펄스 정리 (Schlichting). 일체 포함. 라스피컬 작업은 접합체 물리적 인 방법에 의해 해결되었다.
수학적 모델링. 속도 프로파일이 얻어졌습니다
w X. (엑스., 와이.), 습득 y ( 엑스., 와이.)와 온도 티., 국경 층의 두께뿐만 아니라
d g ( 엑스.)와 d t ( 하류)
; (27)
, 홍보. ≥ 1; (28)
홍보. \u003d ν / a.
계수 그러나 Realov에서 식 (27)에서 - 5.83; Yudaev - 4.64; Blauzius - 4; Schlichting - 5.0. 발견 된 대략적인 종속성 유형이도 4에 도시된다. 1.3.
당신이 아는 것처럼, 가스를 위해 홍보. ≈ 1, 물방울 액체 홍보. > 1.
얻어진 결과는 임펄스 및 열 전달 계수가 계수를 결정하도록 허용한다. 로컬 값 γ ( 엑스.) I. 뉴. 지 엑스.
, 
. (29)
| 와이. |
 |
| w X. |
| 티. 미술 |
| (t-t. 성) |
| d g ( 엑스.) |
| d t ( 엑스.) |
| 엑스. |
무화과. 1.3. 유체 역학 및 열 층계 테두리 레이어
평판에
평균값 I. 
길이 엘.
, 
, 
. (30)
열 전달과 유사합니다
, 
; (31)
, . (32)
이 경우, 열 및 임피던트의 유추가 보존된다 (초기 방정식은 동일하며, 경계 조건은 유사하다). 열전달 과정의 유체 역학적 유사체를 특징 짓는 기준은 형태가 있습니다.
P T-G, 엑스. = 뉴. 티, x / nu. 지 엑스. = 홍보. 1/3 . (33)
만약 홍보. \u003d 1, 그런 다음 P T-G, 엑스. \u003d 1, 따라서 임펄스 및 열 전달의 공정의 완전한 유사.
얻은 방정식에서는해야합니다
γ ~, m; ~, L. (34)
원칙적으로 이러한 질적 의존성이 수행됩니다.
평평한 테두리뿐만 아니라 더 복잡한 경우에도 있습니다.
이 작업은 등온 배합으로 간주되며 첫 번째 종류의 열 경계 조건 티. Art \u003d const.
플레이트 가장자리에서 제거 (좌표 확대) 하류) 성장 D G ( 하류짐마자 이 경우 속도 필드의 이질성 w X. 이 지역에 위상 파티션의 경계에서 점점 더 멀리 떨어져 있고,
난기류의 출현을위한 전제 조건은 무엇입니까? 마지막으로, 다시 X. KP는 층류 모드의 난류의 전환을 시작합니다. 전환 영역은 값에 해당합니다 하류계산 된 것으로 계산됩니다 다시 X. 3.5 × 10 5 × 5 × 10 5에서 10.
거리에서 다시 X. \u003e 5 × 10 5 전체 경계층 전체가 나단히 발생하고,
점성이 있거나 층서 하위 층 두꺼운 D 1G를 제외하고 스트림의 핵심에서 속도는 변하지 않습니다. 만약 홍보. \u003e 1 점성 서브 레이어 내부는 열적의 분자 전달이 난기류를 통해 널리 퍼지는 열 위반층 (D1T)에 의해 분리 될 수있다.
난류 열 경계층 전체의 두께는 일반적으로 상태에서 결정됩니다. ν T \u003d A T는 그러므로 d \u003d d t.
먼저, 난기류 유체 역학 경계층을 고려하십시오 (그림 1.4). 층층 레이어에 대한 모든 근사치를 남겨 두자. 유일한 차이점은 ν t의 존재입니다 ( 습득), 그래서
. (35)
저장 및 경계 조건. 방정식 시스템을 해결함으로써 (35)
(22) 경계 조건 (25)을 갖는 Prantl-bearing 난류의 반 경험적 모델을 사용하여 난류 경계층의 특성을 얻을 수있다. 속도 분포의 선형 법칙이 구현되는 점성 서브 렛에서는 난류 펄스 전달을 방치하고 분자 외부를 방지 할 수 있습니다. 벽면에
(점성 스위블 레이어 미만)은 일반적으로 대수 속도 프로파일이며 외부 영역에서 표시기 1/7의 전력법입니다 (그림 1.4).
무화과. 1.4. 유체 역학 및 열 난류 테두리 층
평판에
층 경계선 층의 경우와 마찬가지로 길이를 평균화 할 수 있습니다. 엘. 푸른 계수
. (36)
열 난류 경계선을 고려하십시오. 에너지 방정식은보기가 있습니다
. (37)
만약 홍보. \u003e 1, 그 다음 점성 하위 층 안에서 열의 분자 전달이 될 수있는 열 하위 레이어를 강조 표시 할 수 있습니다.
. (38)
지역 열 전달 계수의 경우 수학적 모델 외모가있다
중간 판 길이 가치 
그것으로 결정된 것
이하는 편평한 반 인증 플레이트의 종 방향 흐름을 갖는 로컬 열전달 계수 (B)의 분포 및 로컬 열 전달 계수 (B)의 분포가 형성된다. (도 1.5).
무화과. 1.5. 테두리 층 D G 및 D T 및 지역 열 전달 계수 A
평판에
층층에서 ( 하류 ≤ 엘. CR) 열전도로 만 열 흐름은 질적 추정치, 비율 A ~을 사용할 수 있습니다.
전이 구역에서, 경계층의 전체 두께가 증가한다. 그러나, 층상 하위 층의 두께가 감소하고, 생성 된 난류의 두께가 감소하고, 열 전도성뿐만 아니라 대류도 함께 전달되기 때문에 증가의 가치가 증가한다.
움직이는 덩어리가있는 유체, 즉. 더 강렬합니다. 그 결과, 열 전달의 총 열 저항이 감소합니다. 개발 된 난류 모드의 구역에서, 경계층의 전체 두께가 증가함에 따라 열전달 계수가 다시 감소하기 시작한다.
그래서, 평판의 유체 역학 및 열 경계층이 고려된다. 종속 문의 종속성의 종속성의 질적 인 특성은 또한 국경 층에있어서,보다 복잡한 표면을 능률화 할 때 형성되는 테두리 층에도있다.
둥근 튜브의 열교환
원형 단면의 수평 직접 파이프의 벽과 변하지 않은 열 물리학적 특성을 가진 스트림 사이의 고정 열교환과 그 안에 강제 대류로 인해 이동합니다. 우리는 첫 번째 종류의 열 경계 조건을 취할 것입니다. 티. Art \u003d const.
나는.유체 역학 및 열 안정화 섹션.
벽에 의한 제동으로 인해 유체의 입구에서 유체 역학적 경계층이 형성되어있다.
입구에서 제거 할 때, 경계층의 두께가 증가하고,
국경 층은 반대쪽 벽에 인접한 동안,
닫지 마. 이 플롯을 초기 또는 유체 역학 안정화 섹션이라고합니다. 엘. ng.
파이프 길이의 변화를 따르는 속도 프로파일의 변화와 마찬가지로
및 온도 프로파일.
ii.유체의 층류 이동을 고려하십시오.
일찍 "유체 역학 및 유체 역학 공정"분야의 섹션에서 우리는 유체 역학 초기 부분을 고려했습니다. 초기 사이트의 길이를 결정하기 위해 다음과 같은 의존성이 제안되었습니다.
.
유체의 경우 홍보. \u003e 1이므로 열 경계층은 유체 역학적 경계층 내부에있을 것입니다.
이러한 상황에서는 열경층이 안정화 된 유체 역학적 영역에서 발생하고 속도 프로파일이 알려져 있음을 시사한다.
열 교환 부의 입력부의 유체 온도는 단면적으로 일정하고 동일합니다. 티.° 및 스트림의 핵심에서 변경되지 않습니다. 이러한 조건 하에서 열 경계층의 방정식은 형식을 가지고 있습니다.
. (41)
위의 조건 하에이 방정식의 해결책은 다음과 같습니다.
· 열 입구 플롯의 길이
; (42)
· 지역 열 전달 계수의 경우
; (43)
· 평균 열 전달 계수 길이
; (44)
· 로컬 번호의 Nusselt의 경우
; (45)
· 평균 숫자 수를 위해
. (46)
방정식 (42)을 고려하십시오. 만약 
티. 
.
액체의 경우 홍보. \u003e 1이므로 대부분의 경우, 특히
액체가 큰 것 홍보.층류 모드 동안의 열 교환은 주로 열 안정화 부위에서 수행됩니다. 비율 (43) A로부터 열 안정화 섹션상의 파이프의 비율 (43) A로부터 알 수있는 바와 같이, 입구로부터 제거함으로써 감소된다 (열 경계층 D T 증가 증가) (그림 1.6).
무화과. 1.6. 초기 및 안정된 플롯의 온도 프로파일
원통형 파이프에서 유체의 층류 흐름
에 대한 난류 흐름 파이프의 흐름은뿐만 아니라 평평한 플레이트에서, 첫째, 유체 역학적 및 열 경계층의 두께가 일치하는 것; 두 번째로, 그들은 층류보다 훨씬 빨리 자랍니다. 이것은 열의 일부의 길이의 감소를 초래합니다.
및 열전달을 계산할 때 대부분의 경우를 무시할 수있는 유체 역학 안정화
. (47)
iii.층류 이동 매체 동안 안정화 된 열교환.
둥근 튜브에서 고정식 열교환을 고려하십시오. 액체의 열 연소 성질이 일정한 경우 (등온 케이스), 속도 프로파일이 길이를 따라 변하지 않으면 파이프 벽의 온도가 일정하고 동일합니다. 티. 예술은 스트림에 내부 열원이 없으며,
그리고 에너지 소산으로 인해 방출되는 열의 양은 무시할 수 있습니다. 이러한 조건 하에서 열 교환 방정식은 경계층과 동일합니다. 결과적으로, 열교환 연구를위한 초기 방정식은 방정식 (41)이다.
국경 조건 :
(48)
이 문제의 결정은 처음에는 Gretz, 그 다음 Nusselt를 무한 시리즈의 합으로써 얻어졌습니다. Shumilov 및 Yablonsky가 약간 다른 용액을 얻었습니다. 얻은 솔루션은 공평합니다
및 상기 유동의 예비 유체 역학적 안정화 조건 하에서 열 안정화 부위에 대해서.
안정화 된 열교환 영역의 경우, 국부 열 전달 계수는 한계와 같습니다.
또는 
(49)
그림 (그림 1.7)에서 볼 수 있듯이 증가 함 
번호 뉴. 곡선의 두 번째 섹션에 점화 적으로 접근하는 감소
영구 가치에 뉴. \u003d 3.66. 이것은 파이프의 길이에 안정화 된 열 교환 온도 프로파일에 대해 발생합니다.
변하지 않는다. 첫 번째 영역은 온도 프로파일의 형성입니다. 첫 번째 플롯은 열 초기 영역에 해당합니다.
| 10 –5 10 –4 10 –3 10 –2 10 –1 10 0 |
| 1 |
| 3,66 |
| 뉴. |
| 뉴. |
|
무화과. 1.7. 로컬 및 중간 변경 뉴. 둥근 튜브의 길이를 따라 티. Art \u003d const.
iv.난류 모션 환경과의 안정화 된 열교환.
소스 방정식
. (50)
국경 조건 :
(51)
문제를 해결할 때 속도 프로파일을 선택하는 문제가 발생합니다. w X....에 일부를 위해 w X. 대수 법률 (A.I. Razinov)이 사용됩니다. 법률 1/7 (VB Kogan). 경계 조건과 속도 분야의 약한 효과에있는 약한 효과에있는 난류 전류의 보수주의가 있습니다. w X. 열 전달 계수에서.
뉘우저의 수는 다음 공식이 제안되어 있습니다.
. (52)
난류 중에 안정화 된 열교환 분야에서 층류 운동과 마찬가지로 뉴. 좌표에 의존하지 않습니다 하류.
우리는 열교환의 특별한 사례 이상을 고려했습니다. 즉, 부드러운 원통형 파이프와 평평한 수평 플레이트에서의 첫 번째 종류의 열교환의 문제 및 열 경계 조건의 등온 정합.
문헌은 열 작업의 솔루션과 다른 경우에 대한 솔루션을 가지고 있습니다. 파이프와 플레이트의 표면 거칠기가 리드됩니다.
열 전달 계수의 증가에
단단한 열
이 문제를 해결하기 위해 다양한 냉각제가 사용됩니다.
TN은 다음과 같이 분류됩니다 :
1. 약속 :
가열 tn;
쾌활한 냉각, 쾌활한;
중간체 TN;
건조제.
2. P. 집계 상태:
· 단상:
저온 플라즈마;
비 기밀 커플;
유체의 압력으로 끓이지 않고 비 증발시키지 마십시오.
솔루션;
낟알 재료.
· 멀티, 2 단계:
끓는, 증발 및 분사 유체;
응축 쌍;
용융, 경화 재료;
거품, 가스 커버;
에어로졸;
유제, 현탁액 등
3. 온도 범위 및 압력 :
고온 TN (연기, 연도 가스, 염분, 액체 금속);
중간 온도 TN (수증기, 물, 공기);
저온 TN (대기압 티. KIP ≤ 0 ° C);
극저온 (액화 가스 - 산소, 수소, 질소, 공기 등).
압력이 증가함에 따라 끓는점이 성장하고 있습니다.
산업 기업에서 열에너지의 직접적인 원인으로서, 연기 (연기) 가스와 전기가 사용됩니다. 중간체 TN이라고하는 이들 소스로부터 열을 전달하는 물질. 가장 일반적인 중간 tn :
물 증기 포화;
과열 된 물;
유기 유체 및 그 쌍;
미네랄 오일, 액체 금속.
TN 요구 사항 :
빅 r, r.;
증발의 열의 높은 가치;
낮은 점도;
불연성, 비 독성, 내열성;
염가.
따뜻한 제거
많은 산업 기술 공정은 냉각 가스, 액체 또는 증기를 응축 할 때 열을 제거 할 필요가있을 때 조건 하에서 진행됩니다.
냉각 방법을 고려하십시오.
물과 저온 액체 냉매로 냉각.
물 냉각은 매체를 10-30 ℃에서 식히는데 사용된다. 강, 연못 및 호수 물은 연중의 시간에 따라 4-25 ° C의 온도가 4-25 ° C의 온도가 있으며, artesian-8-12 ° C, 회전율 (여름)은 약 30 ° C입니다.
냉각수 소비 
열 균형 방정식에서 결정합니다
. (83)
여기 - 냉각제 냉각제의 소비량; 엔. 나 I. 엔. K - 이니셜
냉각 된 냉각제의 유한 엔탈피; 엔. NV I. 엔. KV - 이니셜
냉각수의 유한 엔탈피; - 환경 손실.
낮은 냉각 온도를 달성 할 수 있습니다
저온 액체 냉매를 사용합니다.
공기 냉각...에 가장 널리 공기는 냉각 타워 (냉각 타워)가 수 - 공동 공동 공기주기 장비의 주요 원소 인 냉각 타워 (냉각)로 사용된다 (도 2.5).
무화과. 2.5. 천연 (A) 및 강제 (B) 견인력이있는 냉각탑
냉각탑의 온수는 차가운 공기와의 접촉으로 인해 냉각되고 소위 증발 냉각의 결과로 냉각됩니다.
물 흐름의 일부를 증발시키는 과정에서.
열교환기를 혼합합니다
열교환 기 (ST)를 혼합 할 때, 하나의 냉각제로부터 다른 냉각제로의 열 전달은 직접 접촉 또는 혼합 중에 발생하므로 벽의 열 저항이 결석되어있다. 가장 일반적인 백은 증기, 가열 및 냉각수 및 증기를 응축시키는 데 사용됩니다. 장치의 원리에 따라 STR은 거품, 선반, 노즐 및 중공 (액체가 튀어 나와)으로 나뉩니다 (그림 2.18).
| 평가 |
| 물 |
| 에 |
| 공기 |
| 물 |
| 물 |
| 물 |
| 평가 |
| 지. |
| 평가 |
| 가열 액체 |
| 그러나 |
| 공기 |
| 물 |
| 평가 |
| 물 + 응축수 |
| 비. |
| 액체 |
무화과. 2.18. 1 백만 : a) 물 난방을위한 바보 믹싱 열교환 기;
b) 커패시터의 도금 열교환 기; c) 구면 바피메이트 응축기; d) 중공
3 부. 시험
증발은 증기의 형태로 휘발성 용매를 제거하여 고체 비 휘발성 물질의 용액을 농축하는 과정입니다. 평가는 일반적으로 끓을 때 수행됩니다. 일반적으로 물질이 남아 있어야하기 때문에 용매의 일부만 제거됩니다.
변동 조건에서.
세 가지 증발 방법이 있습니다.
가열 증기로부터 벽을 통한 용액에 대한 열전사로 인해 열 교환 표면상의 용액을 가열함으로써 표면 증발이 수행된다;
압력이 포화 쌍 압력보다 낮은 챔버 내의 챔버 내의 챔버 내의 순간 증발에 의해 발생하는 단열 증발;
접촉 증발에 의한 증발 - 솔루션의 가열은 이동 용액 사이의 직접 접촉으로 수행됩니다
열 가열 캐리어 (가스 또는 액체).
산업 기술에서는 첫 번째 증발 방법이 주로 적용됩니다. 다음 방법에 대해 다음에 대해서. 증발 과정을 수행하기 위해 냉각제에서 끓는 용액으로의 열을 옮길 필요가 있으며, 이는 온도 차이가있는 경우에만 가능합니다. 냉각제와 비등 용액 사이의 온도차는 유용한 온도 차이라고합니다.
포화 수증기 (가열 또는 1 차)는 증발 장치에서 냉각제로 사용됩니다. 평가는 포화 수증기를 끓는 용액에 응축하여 전형적인 열교환 공정입니다.
종래의 열교환 기와 대조적으로, 증발기는 2 개의 주요 노드로 구성된다 : 가열 챔버 또는 보일러 및 세퍼레이터. 세퍼레이터는 끓을 때 형성되는 증기 용액의 방울을 포착하도록 설계되었습니다. 이 쌍을 2 차 또는 주스라고합니다. 2 차 쌍의 온도는 항상 솔루션의 끓는점보다 작습니다. 응축기에서 영구적 인 진공을 유지하기 위해서는 진공 펌프로 증기 펌프를 흡입해야합니다.
2 차 쌍의 압력에 따라 증발을 구별 할 때 아르 자형 ATM 아르 자형 램 아르 자형 와크. 증발의 경우 때 아르 자형 VAK는 해결책의 끓는점을 감소시킵니다. 피. HAS-2 차 증기는 기술적 목적으로 사용됩니다. 용액의 비등점은 항상 깨끗한 용매의 끓는점보다 높습니다. 예를 들어, 포화의 경우 수생 용액
NACL (26 %) 티. KIP \u003d 110 ° с, 물 용 티. KIP \u003d 100 ° C. 다른 요구에 대한 증발기 설치에서 선택된 2 차 증기가 호출됩니다. 여분의 페리.
온도 손실
일반적으로 난방 및 2 차 증기의 압력은 단일 채워진 증발 플랜트, 즉 I.E.에 공지되어있다. 그들의 온도가 있습니다. 가열 및 2 차 증기의 온도의 차이는 증발기의 온도의 전체 차이라고합니다.
. (96)
총 온도 차이 
관계에 의한 온도의 유용한 차이와 관련이 있습니다
여기 D ¢ - 농도 온도 우울증; D ¢ - 정수 온도 우울증; D ¢ 끓는 온도의 차이로 결정하십시오 티. 자다. p 및 순수한 솔벤트 티. 자다. 체코 공화국 p \u003d \u003d.const.
D ¢ \u003d. 티. 자다. r - 티. 자다. 체코 사람 티. 자다. 체코, D ¢ \u003d 티. 자다. r - 티. vp. (98)
비등에 의해 형성된 후속 증기의 온도는 용액 자체의 끓는점보다 낮다, 즉, 온도의 일부는 쓸모 없게됩니다. D ¢는 수압 증가로 용액의 끓는점의 증가를 특징으로합니다. 전형적으로, 끓는 파이프의 높이는 평균 압력을 결정하고,이 압력의 경우, 용매의 평균 비점이 결정된다. 티. CF.
여기 피. 장치의 압력; r pz - 픽업 과학적 혼합 밀도
끓는 파이프에서 
; 하류 - 끓는 파이프의 높이.
d² \u003d 티. CF - 티. VP, (99)
어디 티. 수요일 - 솔벤트의 끓는점 p \u003d p. cf; 티. VP - 압력에서 2 차 쌍의 온도 피. 그러나.
멀티 스피스 증발
다중 순환 가능한 증발기 설치에서, 이전 몸체의 2 차 쌍 (그림 3.2, 3.3)이 가열 증기로 사용됩니다.
후속의 경우. 이러한 증발 조직은 리드됩니다
가열 증기를 크게 절약 할 수 있습니다. 찍은 경우 
모든 건물에서는 공정의 가열 증기의 총 소비가 하우징 수에 비례하여 감소합니다. 실질적으로 실제 조건에서는이 비율이 유지되지 않으며 일반적으로 높습니다. 다음으로, 우리는 각각의 경우 별도로 기록 된 방정식 시스템 인 다중 회로 증발 유닛 (도 3.2 참조)의 재료 및 열 저울의 방정식을 고려합니다.
