W Wymiana ciepła. Opór r cieplny Przewodzenie ciepła Konwekcja Promieniowanie Ekranowanie ciepła. Termodynamika techniczna

Transkrypt

1 W0 56 Opó ciplny Pzwodzni cipła Konwkcja Pominiowani Ekanowani cipła

2 w0 Waunkim pzpływu cipła a między dwoma ośodkami o jst óŝnica tmpatu Cipło o pzpływa z ośodka o o tmpatuz wyŝszj do ośodka o o tmpatuz niŝszj Pzpływ cipła a ustaj wówczas, w wczas, gdy następuj wyównani wnani tmpatu obu ośodków

3 w0 Ilość wyminiango cipłą zalŝy y od: óŝnicy tmpatu między ośodkami o [K] lub [ 0 C] pola powizchni wymiany cipła a S [m ] czasu twania wymiany cipła τ [s] współczynnika chaaktyzującgo cgo dany pocs wymiany cipła 3

4 w0 NatęŜ ęŝni stuminia cipła Q kj kw S τ m s m 4

5 w0 NatęŜ ęŝni stuminia cipła a zalŝy y od óŝnicy tmpatu i współczynnika chaaktystyczngo dla dango pocsu, któy moŝ być wyaŝony jako: - opó ciplny m K R W - współczynnik pzpływu (pzjmowania, pzwodznia itp.) cipła α W m K 5

6 w0 α t t R 6

7 w0 Q Q α S S τ τ t t R 7

8 w0 Jśli podczas pzpływu cipła a ni zminia się óŝnica tmpatu, to ni zminia się takŝ ilość wyminiango cipła Pocs taki nazywamy pocsm ustalonj wymiany cipła 8

9 w0 Jśli podczas pzpływu cipła a zminia się óŝnica tmpatu, to zminia się takŝ ilość wyminiango cipła Pocs taki nazywamy pocsm niustalonj wymiany cipła. 9

10 w0 Sposoby wymiany cipła a moŝna podzilić na tzy lmntan odzaj: pzwodzni wymiana cipła a następuj bz pzmiszczania się cząstk względm sibi konwkcja wymiana cipła a następuj w wyniku miszania się cząstk pominiowani wymiana cipła a następuj za pośdnictwm fal lktomagntycznych 0

11 w0

12 w0 Pzwodzni dotyczy cząstk bzpośdni stykających się z sobą Jst dominującym pocsm wymiany cipła a w ciałach ach stałych i ni miszających się ciczach i gazach

13 w0 Konwkcja (unoszni) moŝliwa jst wówczas, w wczas, gdy cząstki mogą się pzmiszczać względm sibi, co ma mijsc w ciczach i gazach Z konwkcją mamy do czyninia podczas pzpływu ciczy lub gazu 3

14 w0 Pzpływ cipła a pzz ściankę płaską δ t t t 4

15 w0 R t R δ λ Opó ciplny ścianki jst popocjonalny do gubości ścianki δ i odwotni popocjonalny do współczynnika pzwodznia cipła W λ m K 5

16 w0 w w d w z 6

17 7 7 w0 d d l Q l S S Q dx d l l π λ π π λ Wymiana cip

18 w0 l l l d z d w λ d π d λ d λ π w π d w 8

19 w0 l l ln z w w λ π π λ ( ) w w ln z ( ) w w 9

20 w0 Współczynnik pzwodznia cipła λ - sbo (najlpszy pzwodnik cipła) 48 - matiały y camiczn (bton, cgła, szkło) ~ - woda 0,6 0,7 - powitz 0,03 0,08 0

21 w0 w Wastwa pzyścinna t t t

22 w0

23 w0 Rozkład tmpatu i pędko dkości płynu p pzy konwkcji swobodnj na płaskij, p pionowj ozgzanj płyci. p w x 3

24 w0 Pzpływ cipła a pzz wastwę pzyścinn cinną płynu zalŝy y od własnow asności płynu, p paamtów w uchu płynu, p gubości wastwy pzyścinnj płynu p i zjawisk fizycznych występuj pujących w płyni p α t 4

25 w0 Współczynnik pzjmowania (wnikania) cipła a wyznaczany jst doświadczalni i zminia się w badzo szokich ganicach: - gazy 0, cicz cicz wząc pay skaplan

26 w0 6

27 w0 7

28 w0 8

29 w0 9

30 w0 Pominiowani fal lktomagntycznych jst pominiowanim tmicznym. Wynika ono z dgań tmicznych cząstk i dotyczy wszystkich ciał o tmpatuz wyŝszj od 0[K], nizalŝni od stanu skupinia. Dla tmpatu ni pzkaczających cych 600 [ 0 C] pominiowani tmiczn jst pominiowanim podczwony (λ 0,8 400 [µm])[ 30

31 w0 3

32 w0 3

33 w0 Pominiowani ciał stałych i ciczy następuj pzz ich powizchnię,, a pominiowani gazów w występuj w całj objęto tości. Gazy symtyczn (O, N, H ) sąs pzpuszczaln dla pominiowania lktomagntyczngo Gazy nisymtyczn (CO, H O) pochłaniaj aniają w szczgólno lności pominiowani podczwon 33

34 w0 Pominiowani lktomagntyczn padając na powizchnię ciała a moŝ być: pochłoni onięt (absopcyjność A) odbit (flksyjność R) pzpuszczon ( pzpuszczalność P) A + R + P 34

35 w0 Pzyjmuj się, Ŝ większo kszość ciał stałych i ciczy jst nipzpuszczalna dla pominiowania ciplngo (P 0) RozóŜniamy następuj pując modl ciał: - ciało o doskonal czan A ; R 0 - ciało o doskonal biał A 0; R - ciało o doskonal sza A > 0; R > 0; A + R 35

36 w0 c W 00 m Cc C c 4 W 5,67 m K 4 36

37 w0 Pominiowani dowolngo ciała a jst iloczynm misyjności ε tgo ciała a i pominiowania ciała a doskonal czango w danj tmpatuz ε c ε 00 C c 4 37

38 w0 ciało doskonal sza ciało doskonal czan A cc cc R cc έ cs 38

39 39 39 Wymiana cip w0 Cs Cc Cs Cc Cc Cc Cp Cc Cs Cc Cc Ccp Cc Cc Cc A R R A R R R A ε ε ε

40 w0 C > S Cc > Cs ε ε C C A > ε 40

41 w0 δ f w w f 4

42 4 4 Wymiana cip w0 α λ α R R R f w w w w f f w w w w f f f + +

43 43 43 Wymiana cip w0 ( ) R R R R R R R R R R R f f f f f f α λ α α λ α α λ α

44 w0 k + δ + k α λ α 44

45 45 45 w0 z w z w l l l l R R k π α λ π π α ln Wymiana cip

46 w0 w z z const Q l w z z S Q 46

47 47 47 w0 z z w w l w R const const const const + + π α λ π λ π π α λ α α ln ln Wymiana cip

48 48 48 w0 0 ln z z z z z l z z z l R R + α λ π α λ π δ δ π α λ π δ δ Wymiana cip

49 w0 λ z d z α α λ d k d w < d k d z d k d z Q 49

50 50 50 w0 a a Q C c c c ε ε ε Wymiana cip

51 5 5 Wymiana cip w0 ( ) ( ) ( ) ( ) >

52 w0 Zakładamy, adamy, Ŝ pominiowani zalŝy y od czwatj potęgi óŝnicy tmpatu ( ( 4 ), a konwkcja zalŝy y od piwszj potęgi óŝnicy tmpatu ( )( Dla małych óŝnic tmpatu konwkcja moŝ dawać większ natęŝ ęŝnia stuminia cipła Dla duŝych óŝnic tmpatu pominiowani jst dominującym sposobm wymiany cipła 5

53 w0 konwkcja + pominiowani w konwkcja konwkcja konwkcja + pominiowani 53

54 w0 54

55 55 55 Wymiana cip w0 const

56 w0 KaŜdy kan zmnijsza wymianę cipła a pzz pominiowani o połow owę Gubość kanu ni wpływa na fkt kanowania. 56