Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Крейт Ф. -> "Основы теплопередачи" -> 137

Основы теплопередачи - Крейт Ф.

Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи — М.: Мир, 1983. — 512 c.
Скачать (прямая ссылка): osnteploper1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 131 132 133 134 135 136 < 137 > 138 139 140 141 142 143 .. 177 >> Следующая

цгаз = 4,085 . 10~5 H • с/м2, Рггаз = 0,73, ?газ = 0,0623 Вт/(м • град),
Cn — 1047 Дж/(кг • град), Cn =1101 Дж/(кг • град). ^возд ''газ
Массовые расходы на единицу площади равны
О 7е»
(т/Л)В03Д - JV = 17,35 кг/(м2. с),
19-2,275- 10 d
(т/Л)газ =-^-= 20,83 кг/(м2. с).
^ 18-1600-10 3
Числа Рейнольдса равны
(т/Л)ВОзд & на 17,35.0,0128
КеВозд =-=-zrr — 5650,
Ивозд 3,932-10 0
(th/A)DHff 20,83-0,0154
Rera3.= газ Нё = —-= 7850.
цгаз 4,085-10-5
Используя уравнение (5.15), находим средние коэффициенты теплоотдачи:
(k \ / D \ 0,055
= [0>036 S 56500,80'71°'33] (Жб-)0'055 = 93'0 Вт/(м»трад)( Агаз = [0,036 в| 7850^0,730'33] (^)°'°55 - 144 Вт/С» • град).
Эти значения коэффициентов теплоотдачи показывают, что примерно 60% общего падения температуры происходит на стороне воздуха. Если пренебречь термическим сопротивлением металлической стенки, суммарный коэффициент теплопередачи равен
UA » -~-1--— =---і---- 142 Вт/град.
-J_+_L. -і-+---
haA hgA 93-2,52 144-2,52
Безразмерный коэффициент теплопередачи, рассчитанный по параметрам более горячего теплоносителя, который имеет меньшую расходную теплоемкость, равен
TJA 149
398 Глава 7
Отношение расходных теплоємкостей равно
= 0,841.
Сгаз 0,6-1101
Свозд 0,75-1047
Из рис. 7.18 находим, что эффективность равна 0,13. В итоге средние температуры газа и воздуха на выходе равны
Ггаз, вых = Ггаз, вх - E ДГмакс = 1150 - 0,13 (1150 - 290) = 1038 К,
Гвозд, вых = TW вх + E ДГмакс = 290 + 0,841 - 0,13 (1150-290)=384 К.
^ возл
Проверка определяющих средних температур воздуха и газа дает значения 567 и 946 К, которые достаточно близки к принятым значениям 573 и 973 К, поэтому нет необходимости проводить повторный расчет. Для оценки преимущества подхода, основанного на понятии эффективности теплообменника, представьте, что такая же задача решается методом последовательных приближений с использованием уравнения (7.16) и диаграммы рис. 7.14.
Эффективность теплообменника, рассмотренного в примере 7.3, очень низка (13%), поскольку площадь поверхности теплообмена слишком мала, чтобы эффективно использовать располагаемую тепловую энергию. Улучшение характеристик теплообменника, которого можно достигнуть увеличением площади поверхности теплообмена, хорошо иллюстрируется кривыми эффективности. Пятикратное увеличение площади приводит к возрастанию эффективности до 60 %. Если, однако, для определенной конструкции теплообменника расчетная точка окажется вблизи изгиба этих кривых или над ним, увеличение площади поверхности не приведет к существенному улучшению характеристик, а может вызвать лишь чрезмерное увеличение потерь давления на трение.
7.6. СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ
Солнечный коллектор представляет собой теплообменное устройство, использующее энергию излучения Солнца для увеличения внутренней энергии и температуры теплоносителя. Коллектор простейшего типа представляет собой трубу, воспринимающую солнечное излучение. Солнечное излучение частично поглощается трубой, температура стенки трубы возрастает, и если теплоноситель при температуре окружающей среды протекает по трубе, тепло передается от трубы к жидкости и температура последней возрастает до тех пор, пока тепловые потери трубы в окружающую среду не сравниваются по величине с энергией поглощенного солнечного излучения. Тепловые характеристики этой простейшей системы можно улучшить оребре-нием труб, что позволяет увеличить площадь поверхности, воспринимающей солнечное излучение, а тепловые потери можно уменьшить размещением одного или двух слоев стекла между падающим солнечным излучением и поверхностью, поглощаю-
Теплообменники 399
Рис. 7.21. Поперечное сечение плоского коллектора.
нии; Г/, вых — Tff вх — прирост температуры теплоносителя при прохождении через коллектор.
Баланс энергии для плоского коллектора
Тепловые характеристики солнечного коллектора можно рассчитать из уравнения баланса энергии, которое позволяет определить долю энергии падающего излучения как полезную энергию, передаваемую теплоносителю. Для плоского коллектора площадью Ac уравнение баланса энергии имеет вид
M**A. с = Я и + <7пот + •^jT. (7.27)
где I0 — плотность потока солнечного излучения, падающего на поверхность коллектора; хс — эффективная пропускательная способность покрытия (покрытий) солнечного коллектора; OLs> с— поглощательная способность поверхности поглощающей пластины солнечного коллектора; qu— тепловой поток от поглощающей пластины коллектора к теплоносителю; qnoi — тепловой поток (или тепловые потери) от поглощающей пластины коллектора в окружающую среду; dec/dt — поток тепла, аккумулированный коллектором за счет его внутренней энергии.
щей это излучение. На рис. 7.21 показано поперечное сечение типичного плоского солнечного коллектора. Если теплоноситель, например вода, протекает по трубам, то сообщаемая ему полезная тепловая энергия равна
^ = mcp(rf,BbIX-rf,BX), (7.26)
где th— массовый расход жидкости через коллектор; ср— удельная теплоемкость теплоносителя при постоянном давле-
Предыдущая << 1 .. 131 132 133 134 135 136 < 137 > 138 139 140 141 142 143 .. 177 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed