21860 P1160455

4.3. Przenikanie ciepła

Strumień ciepła Q, który przekazywany jest od jednego płynu do drugiego przez nieruchomą płaską przegrodę, można opisać równaniem:

Q = kA(t_r-t₂)    (4.27)

gdzie:

k - współczynnik przenikania ciepła, W/(m²- K),

A - powierzchnia przegrody, m²,

t| - średnia temperatura płynu po jednej stronie przegrody, K, t2 - średnia temperatura płynu po drugiej stronie przegrody, K.

Współczynnik przenikania ciepła k opisany jest wzorem:

^k-nr i    ⁽«⁸⁾

a, X a₂

gdzie:

Oi - współczynnik wnikania ciepła od płynu do przegrody, W/(m²- K), s -grubośćprzegrody,m,

X - współczynnik przewodzenia ciepła przegrody, W/(m- K),

a₂ - współczynnik wnikania ciepła od przegrody do drugiego płynu, W/(m²- K).

Dla ścian cylindrycznych strumień ciepła, który przenika od cieplejszego płynu wewnątrz rury do płynu chłodniejszego na zewnątrz rury, opisany jest równaniem:

IS—SSI iirilSP    ^(4J9)

-+ ---In—+-—

Oj -d_w 2*X d_w 02’d,

gdzie:

L - długość rury, m,

d. - średnica wewnętrzna rury, m,

d, - średnica zewnętrzna rury.

5. Dyfuzyjny transport masy 5.1. Równowagi ciecz — para

Roztwór ciekłych składników, znajdujących się pod określonym ciśnieniem i w określonej temperaturze, znajduje się w równowadze z parą składającą się z par poszczególnych składników roztworu. Zgodnie z prawem Daltona całkowita prężność pary nad roztworem jest równa sumie prężności par cząstkowych poszczególnych składników, co można zapisać następująco:

(5.1)

P-IP_B

gdzie:

Pa - prężność cząstkowa n-tego składnika. Pa.

Prężność cząstkową można również wyrazić wprowadzając udział molowy składnia w fazie parowej:

(5.2)

p.-Py.

gdzie:

y. - udział molowy n-tego składnika w fazie parowej.

Jeżeli roztwór ciekły może być potraktowany jako roztwór doskonały, a faza parowa nad nim spełnia prawa gazów doskonałych, to równowagę ciecz - para opisuje prawo Raoulta:

(53)

P.-P.*.

gdzie:

p„ - prężność cząstkowa paiy n-tego składnika. Pa, Pb - prężność pary nasyconej tego składnika. Pa, x„ - udział molowy tego składnika w fazie ciekłej.

Przez porównanie równań (5.2) i (5.3) otrzymuje się:

y«

(5.4)

Stosunek prężności PJP = k. nazywa się stałą równowagi. Prą> takim oznaczenia równanie (5.4) zapisać można w postaci tzw. połączonego prawo Daltona i Raoulta:

47