Cwicz  2

F.

70 do X =* 18,6 W/(mK) dla karborundu. Izolatory cieplne mają wartości przewodnictwa od X - 0,035 (korek) do X * 0,15 W/(mK) dla azbestu.

Przewodnictwo cieczy niemetalicznych jest zawarte w granicach od X = 0,093 do 0,7 W/(mK). Ze wzrostem temperatury przewodnictwo cieczy z reguły maleje.

W wymienniku przeponowym przewodzenie ciepła ma miejsce wewnątrz ścianek rur (lub płyt) oddzielających czynnik grzejny (lub chłodzący) od czynnika ogrzewanego (lub chłodzonego) oraz w ściance płaszcza zewnętrznego wymiennika i w warstwie izolacji cieplnej.

Wnikanie depta zachodzi między czynnikiem grzejnym oraz czynnikiem ogrzewanym i odpowiednią (zewnętrzną lub wewnętrzną) powierzchnią ścianki pozostającej w bezpośrednim kontakcie z danym czynnikiem.

Jeżeli ścianka ma temperaturę T_w zaś strumień płynu ma średnią temperaturę T, to największy spadek temperatury występuje w bezpośrednim sąsiedztwie ścianki gdzie znajduje się podwarstwa laminama, w której transport ciepła odbywa się w wyniku przewodzenia. W strefie burzliwego przepływu płynu przenoszenie ciepła odbywa się na drodze konwekcji. Warunki przenoszenia ciepła są znacznie lepsze przy ruchu burzliwym, gdzie mieszanie intensyfikuje konwekcję.

Natężenie wnikania ciepła do powierzchni ścianki A określa wyrażenie

q = a(T_w - T) A    (10.2)

w którym: q - natężenie wnikania ciepła [W], a - współczynnik wnikania ciepła fW/(nrK)], A - powierzchnia ścianki [m²].

Różnica temperatur jest w zasadzie zmienna wzdłuż powierzchni, stąd przyjmuje się umowny sposób wyrażania średniej różnicy temperatur AT_m, np. jako średnią arytmetyczną lub logarytmiczną AT_e na obu końcach powierzchni grzejnej; wtedy średni współczynnik wnikania ciepła

a=—-

lub a = —— AAT    AAT

(10.3)

V

, . im AT,+AT₂    AT.-ATj

gdzie: AT_m -—^!-- oraz AT = — ^ł--——

ln

AT

AT₂

(10.4)

ATi - różnica temperatur na jednym końcu powierzchni [K], AT2 - różnica temperatur na drugim końcu powierzchni [K].

Dla przepływu burzliwego wnikanie ciepła podczas konwekcji wymuszonej opisuje równanie

(10.5)

Nu = K-Re^BPr^cK_t^D

gdzie: Nu = ad/A. - liczba Nusselta, Re = udp/ti - liczba Reynoldsa, Pr - crj/A. -liczba Prandtla, K, - d/L - liczba podobieństwa geometrycznego, c - ciepło właściwe płynu [J/(kgK)J, d - średnica przewodu [m], L - długość przewodu [m], u - średnia liniowa prędkość przepływu [m/sj, a - współczynnik wnikania ciepła [W/(m²K)], X - przewodnictwo cieplne [W/(mK)], ri - lepkość płynu [Pas], p - gęstość płynu [kg/m³].

Równanie to jest słuszne dla płynów, których lepkość jest zbliżona do lepkości wody.

Dla przepływu burzliwego przez rury długie L > 50d szczegółową postać równania określa wyrażenie

(10.6)

Nu = 0,023 Re⁰-⁸ Pr⁰'⁴

W przypadku przewodów krótkich, których długość L < 50d wynik otrzymany z równania (10.6) mnoży się przez współczynnik poprawkowy s

(10.7)

Dla konwekcji wymuszonej laminamęj liczba Nu jest funkcją liczby Graetza. Liczba Gnietza (Gz) jest definiowana jako

Gz-RePr-

L

Dla przypadków kiedy Gz > 13 korzysta się z zależności

(10.8)

W zakresie wartości liczb Graetza 4,5 < Gz < 13 stosuje się równanie

(10.9)

Nu= 1,62-Gz^ (10.10)