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I. Wärmemittteleffizienz α: Nach dem Newton’schen Kühlgesetz gilt: dQ = α AΔt. Die Einheit der Wärmemittteleffizienz α ist W/(m²·℃). Die physikalische Bedeutung der Wärmemittteleffizienz ist folgende: Die Menge an Wärme, die pro Zeiteinheit über eine bestimmte Wärmeübertragungsfläche bei einem Temperaturunterschied von 1 K übertragen wird. Experimente haben gezeigt, dass die Faktoren, die den Wärmeübergabekoeffizienten beeinflussen, sind: ① Die Geschwindigkeit der Fluidströmung: Die Wärmeleitung in der Wärmeübertragungs-Grenzschicht stellt das Hauptproblem bei der konvektiven Wärmeübertragung dar. Offensichtlich kann eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit dazu führen, dass die Wärmeübertragungs-Grenzschicht dünner wird. Dadurch erhöht sich α, wodurch der Konvektionswärmeübergang verstärkt wird. ②Konvektionszustand des Fluids: Wird natürliche Konvektion oder erzwungene Konvektion verwendet? Offensichtlich ist die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids bei erzwungener Konvektion höher als bei natürlicher Konvektion. ③Arten von Flüssigkeiten ; Flüssigkeiten, Gase, Dämpfe. ④Eigenschaften der Flüssigkeit: Besonders wichtig sind die spezifische Wärmekapazität, der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient, die Dichte sowie die Viskosität der Flüssigkeit. Bei Flüssigkeiten mit hoher Wärmeleitfähigkeit ist der Wärmewiderstand der Wärmeübertragungsschicht gering, wodurch die Wärmeübertragungskoeffizienten höher sind. Bei Flüssigkeiten mit hoher Viskosität ist bei derselben Strömungsgeschwindigkeit der Re-Zahlwert gering. Dadurch ist die Wärmeübertragungsschicht entsprechend dicker, wodurch der Wärmekonvektionskoeffizient kleiner wird. ⑤Form, Position und Größe der Wärmeübertragungsflächen: Verschiedene Formen von Wärmeübertragungsflächen, wie z. B. Röhren oder Platten oder Rohrpackungen ; Innerhalb oder außerhalb des Rohrs? ; Soll es vertikal oder horizontal platziert werden? ; Außerdem haben verschiedene Rohrdurchmesser und -längen Einfluss auf α. Wenn man all diese Einflussfaktoren zusammenfasst, kann der Wärmeübergangskoeffizient α in folgende unbestimmte Gleichung geschrieben werden: α = f(u, d, ρ, μ, t, cp, …) Die verschiedenen Prozesse des Wärmeübergangs unterscheiden sich stark voneinander, und auch die Faktoren, die α beeinflussen, sind nicht immer dieselben. Die gängigen Prozesse des Wärmeübergangs lassen sich in zwei Kategorien einteilen: 1. Prozesse des Wärmeübergangs ohne Phasenwechsel: 1) Wärmeübergang durch erzwungene Konvektion des Fluids; 2) Wärmeübergang durch natürliche Konvektion des Fluids. 2. Prozesse des Wärmeübergangs mit Phasenwechsel: 1) Wärmeübergang durch Kondensation von Dampf; 2) Wärmeübergang durch Kochen einer Flüssigkeit. Für den Wärmeübergang ohne Phasenwechsel gibt es empirische Beziehungen für den Wärmeübergangskoeffizienten: Bei erzwungener Turbulenz in geraden Rohren gilt: α = 0,023 * (λ/d) * (ρdu/μ)^0,8 * (cμ/λ)^b. Wenn das Fluid erhitzt wird, beträgt b = 0,4; wenn das Fluid gekühlt wird, beträgt b = 0,3. (Re > 10000, 0,7)