Теплопередача. Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи

Процесс передачи теплоты от одной среды (теплоносителя) к другой среде (теплоносителю) через разделяющую их стенку называется теплопередачей и состоит из процессов теплоотдачи от горячего теплоносителя к поверхности стенки, передачи теплоты теплопроводностью через многослойную (или однослойную) стенку и процесса теплоотдачи от поверхности стенки кхолодному теплоносителю. При установившемся процессе теплопередачи средние температуры горячего и холодного теплоносителей (сред) остаются постоянными вдоль поверхности стенки, а тепловой поток сохраняет неизменное значение (Q = const).

Расчетная формула стационарного процесса теплопередачи имеет следующий вид:

где Q – тепловой поток; k – коэффициент теплопередачи; F – площадь поверхность теплопередачи; = (tm1 – tm2) – средний температурный напор (средняя разность температур).

Коэффициент теплопередачи k выражает количество передаваемой теплоты в единицу времени через единицу площади поверхности при температурном напоре равном 1 градусу.

В большинстве случаев при движении теплообменивающихся жидкостей вдоль поверхности теплообмена их температуры изменяются. Коэффициент теплопередачи также изменяется по поверхности теплообмена.

Однако, во многих случаях можно рассматривать величину коэффициента теплопередачи постоянной по всей поверхности теплообмена, а разность температур между жидкостями принимать средней по поверхности теплообмена. В этом случае для определения теплового потока имеем