Теплопередача через плоскую стенку.

Примем, что процесс теплоотдачи установившийся. В этом случае одно и тоже количество тепла за одинаковое время передается от горячего теплоносителя к стенке, через нее и от стенки к холодному теплоносителю. Тогда:

1. Количество тепла, передаваемое через поверхность F от горячего теплоносителя к стенке, по закону Ньютона составит (1.31):

                          (1.31)

2. Количество тепла, проходящего путем теплопроводности через стенку толщиной δ и поверхностью F, по закону Фурье будет равно (1.32):

      (1.32)

3. Количество тепла, передаваемое через поверхность F от стенки к холодному теплоносителю, по закону Ньютона составит (1.33):

       (1.33)

Сложив левые и правые части этих уравнений, получим (1.34):

(1.34)

или (1.35):

  (1.35)

Таким образом, при передаче тепла через однослойную плоскую стенку, коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле (1.36):

   (1.36)

где  и  – коэффициенты теплоотдачи, соответственно, горячего теплоносителя к разделяющей стенке и от стенки к холодному теплоносителю, м²·К/Вт; δ_ст – толщина стенки теплообменной трубки, м; λ_ст – коэффициент теплопроводности материала стенки теплообменной трубки, Вт/(м·К).

Целью расчета теплообменного аппарата является определение поверхности теплопередачи и выбор типа аппарата.

Поверхность теплопередачи определяется из основного уравнения теплопередачи (1.37):

(1.37)

Тепловая нагрузка Q определяется из уравнений теплового баланса(1.38):

(1.38)

где G₁ , G₂ - расходы горячего и холодного теплоносителей, кг/с; I_1н, I_1к - начальная и конечная энтальпии горячего теплоносителя, Дж/кг; I_2н, I_2к - начальная и конечная энтальпии холодного теплоносителя, Дж/кг.

Тепловая изоляция – покрытие из теплоизоляционных материалов, способствующее уменьшению потерь тепла (или холода) от горячих (или сильно охлажденных стенок в окружающую среду).

Теплоизоляционные материалы – материалы, обладающие низкими [ниже 0,2 Вт/(м·К)] коэффициентами теплопроводности (пробка, асбест, шлаковая вата, совелит, зонолит, вермикулит и другие).