Transferul de caldura

TRANSFERUL DE CALDURA

Capitolul  1 Moduri de transmisie a caldurii

Transferul de caldura se ocupa cu studierea mediului dea caldurii printr-un corp intre partea calda sic ea rece al lui sau intre 2 corp cu temperature dinstalatii frigorificeerite. Aceasta trecere a caldurii are loc de / e n ca urmare a dinstalatii frigorificeerentei de temperature fiind un process natural care nu poate fi oprit ci eventual numai franat(micsorat) sau activat(marit).

In tehnica procesul de transfer al calduri sta la baza constructiei tuturor marimilor si sis termice, cunoasterea si stapanirea fiecarui avand ca scop activarea sau franarea lui cantitativa.

Transferul caldurii intre 2 corpuri are loc prin 3 moduri elementare;anume prin conductie, prin convenctie si prin rodatie.

a)Prin transfer de Q conductive se intelege trecerea caldurii prin contactul direct al pariculelor unui corps au al particulelor a 2 corpuri aflate in contact pe baza transferului de energie cin de o molecula la alta vecina ei. Este caracteristica corpurilor solide diind singurul mod de transfer al Q sau straturilor subst de fluide.

b)Prin transfer de Q convenctiv se intelege transferal cald dintr-unin altul prin amestecul unei cantitati de fluid cu o anumita temp cu o parte a altui fluid aflat la temp dinstalatii frigorificeerita. Deci convenctia presupune misorarea corpului care trece caldura fiind specinstalatii frigorificeica corpurilor fluide. Convectia e   intotdeauna si de conductie deoarece amestecul surselor presupune si contactul intre ele. Transferul conductiv a 2 gaze care insoteste convectia se numeste termodinstalatii frigorificeuzie.

c)Prin transfer de Q se intelege transportul caldurii de la un corp la altul prin unde electromagnetice cu conditia ca mediul ce le separa sa fie transparent pt radiatiile termice. Mecanismul intern al transferului realizat consta in transformarea in parti a energiei interne a corpului (u) in energie radianta care se propaga sub forma de unde electromagnetice in spatiu si cere intalnirea cu celalalt corp.

Capitolul  2 Transferul prin conductie

Conductia se carac prin coeficientul de conductivitate. Astfel printr-un perete cu suprafata S si grosimea λ si timpul T trece caldura Q Q=λtp1-tp2/λ[K col]

Tp1-temp fetei calde a peretelui

Tp2- temp fetei reci a peretelui

Legea lui Fourier

Cantitatea de caldura transmisa in de timp prin unitatea de suprafata se numeste flux de caldura conductiv si se exprima prin relatia q=λtp1-tp2/δ=tp1-tp2/δ/λ J(k cal)/m patrat s

δ/λ-rezistenta termica la transmiterea caldurii prin conductie

[λ] = W/mK=>[δ/λ]=m/W/mK=m patrat k/W

Daca peretele e format din mai multe straturi dinstalatii frigorificeerite relatia 2 revine 3

Q=tp`-tp2/δ1/λ1+δ2λ2+δ3λ3=tp1-tp2/∑n i=1 δiλi[k cal/li m patrat j/ mpatrat j=W/m patrat]

Tp1-temp pe suprafata calda a primului strat al peretelui

Tp2-tem pe suprafata rece a ultimului strat din perete

Deci rezistenta termica a unui perete compus din mai multe straturi este egala cu suma resist. Termice ale straturilor componente. Conductivitatea termica λ e o caracteristica fizica a fiecarui corp.

Capitolul  3 Transferul prin convenctie(transmiterea superficiala a Q)

In general transfereul convectiv al Q are loc in zona de contact fluid – solid fiind influientat de tipul curgerii. Daca miscarea fluviului e lenta in straturi paralele si fara vartejuri se numeste lominara si in acest caz caldura se transmite prin conductie. Cantitatea de Q transmisa fiind mult mai mica decat in cazul conventiei. Daca fluidul curge agitate dinstalatii frigorificeeritele straturi deslocandu-se unul pe celalalt. miscarea se numeste turbulenta iar caldura se transmite prin convectie.

Daca miscarea fluviului e naturala fiind cauzata de dinstalatii frigorificeerenta de temp dintre straturi conevectia se numeste naturala iar dace se datoreaza energiei primate de la un agregat (pompa, compressor) se numeste convectie fortata care genereaza un schimb de caldura mult mai intesa decat convectia naturala.

Convectia mai e influientata de viteza fluviului, de dinstalatii frigorificeerenta

Corpurile care primesc radiatii termice, nu absorb toata energia acestora transformand-o in caldura, ci reflecta o parte din incidenta primita in spatiu cu exceptia corpului negru care primeste toata radiatia.

Cap  5 Schimbul global de caldura

Schimbul de caldura in cazul general numit schimb global  de caldura are loc intre 2 fluide cu temp constante in timp si spatiu notate cu t1 si t2 si se desfasoara astfel :

-prin convectie separate de un perete solid

-prin convectie intre perete si fluidul 2

In acest caz fenomenul e caracterizat de coeficientul global de scgimb de caldura notat cu litera K, considerate cantitatea de caldura transmisa de la mediul cald 1 la mediul rece 2 si e data de formula :

Q=K(t1-t2)SC[Kcal, J]

S-suprafata comuna totala prin care se transmite caldura

T1, t2-temp mediului fluidelor

Fluxul termic unitar este :q=K(t1-t2) [W/m patrat sau kcal/hmpatrat]

Unxe Kare explicatia:k=1/(1/α1+δ/λ+1/α2) [w/m patratK sau Kcal/m patrat h garde C]

Daca peretele are mai multe straturi paralele cu grosimile δ, d2, si conductivitatile λ1, λ2, λn-expresia lui K devine :

K=1/(1/α1+Σδi/λi+1/α2)=1/(Rc1+ΣRcond+Rc2) (10)

Rc1, Rc2-rezistente termice de la transmiterea calduri prin comvectie

ΣRcond-suma rezistentelor termice la transmiterea calduri

Formula (10) este valabila in cazul peretilor plani dar se poate aplica cu erori mici si in cazul peretilor de conductie (cilindrici) cu grosimi mici in raport cu diametrul conductei.

Kteva=1/(1/α1+2δ/λp+1/α2)

Cap  6 Schimbatoare de caldura. Tipuri. Functionari. Utilizari

Schimbtoarele de caldura sunt utilaje tremice in care un fluid se incalzeste si/sau se vaporizeaza pe baza caldurii primite de la un alt fluid care se raceste si/sau se condenseaza prin intermediul uniu perete despartitor in cazul schimbatoarelor de caldura temperatua fluidelor variaza in lungul suprafetei commune de schimb de caldura de aceea fiind necesar valculul unei dinstalatii frigorificeerente medii de temperatura intre cele doua fluide pe durata trecerii laterale prin schimbator. Pt schimbatoarele de caldura in echilibru si contra current valoarea lui Dtn se determina prin calcul sau din grafice dupa formula :

Dtmcc=Dtmaz-Dtmin/(lnDtmax/Dtmin).

Dt max poate fi Dtmax = t2”-t1”

Schimb de caldura in curent incrucisat

Suprafata scimbatorului de cladura se determina cu relatia

S=Q=Q/KDtm