Глава 18. Расчет теплообменника газ-твердое тело при больших значениях Bi

Обычная теория рекуператоров может быть, как это пока­зано в работе [1], приложена к решению задач, в которых рас­сматривается теплообмен между жидкостью или газом и твер­дым телом, если внутреннее, сопротивление последнего    мало

В данной статье рассматривается вопрос о применимости теории рекуператоров к процессу теплообмена между жидко­стью или газом и твердым телом в условиях, когда т. е. когда следует принимать во внимание сопротивление внутрен­нему переносу тепла в твердом теле.

Приближенный метод расчета нагрева толстых материа­лов, основанный на опытах с гидроинтегратором [2], позволил рекомендовать для расчета обычные формулы для рекупера­торов с заменой коэффициента теплообмена аналогом коэффи­циента теплопередачи, учитывающего сопротивление переносу тепла внутри тела, т. е. вместо а в расчетные формулы реко­мендовалось вводить

 

На основе решений задач нестационарного теплообмена для тел классической формы в работе [3] внутреннее термиче­ское сопротивление тела предлагалось учитывать введением эффективного  коэффициента  теплообмена

 — первый корень характеристического уравне­ния в аналитических решениях задач теплопроводности. Оба указанных метода, однако, не учитывают характера изменения температуры среды, с которой нагреваемое тело находится в тепловом взаимодействии.

Точное решение задачи о нагреве слоя движущихся шаров в условиях противотока, приведенное в работе [4], по сравне­нию с решением, данным в работе [5], выгодно отличается тем, что благодаря авторам [6] оно доведено до вида, позволяюще­го использовать его для практических расчетов.

Исходными являются следующие формулы, приведенные в работах [4, 6], причем, ограничивая рассмотрение значениями   выписываем лишь первые члены разложений, кото­рые в зависимости от значений и взаимного направления движения теплоносителей имеют следующий вид:

1)   прямой ток при

 

 

 

 

 

 

 

Из приведенных формул можно получить следующие соотно­шения, связывающие безразмерную температуру поверхности ма­териала и его безразмерную среднюю по объему температуру.

Прямой ток:

При введении в расчет среднеобъемной температуры материала, процесс стационарного теплообмена между материалом и омыва­ющим его газообразным или жидким теплоносителем будет, опи­сываться уравнениями для  рекуперативных аппаратов:

где тепловой поток на поверхности материала 

С учетом последнего соотношения и принятых обозначений исход­ные уравнения (8) в безразмерных величинах запишутся следую­щим образом:

 

ПредыдущаяСледующая