Складний теплообмін

3.6. Складний теплообмін

     Теплообмін між твердим тілом і навколишнім його середовищем може відбуватися одним із трьох розглянутих способів (теплопровідністю, конвекцією, тепловим випромінюванням) лише в окремих випадках.

     У більшості випадків у передачі тепла беруть участь одночасно всі три способи передачі тепла. Однак буває, що один або два із зазначених способів можуть виявитися переважними, а інші другорядними.

     Процес теплообміну, коли тепло передається одночасно декількома способами, називається складним теплообміном.

     Найчастіше в промислових теплових процесах тепло передається одночасно конвекцією й тепловим випромінюванням. Якщо прийняти, що сумарний питомий тепловий потік для такого випадку q, то

де q_к й q_в - частини теплового потоку, передані відповідно конвекцією й тепловим випромінюванням.

     Якщо позначити температуру газу Т_г і температуру стінки Т_ст , то згідно з рівняннями (3.) та (3.)

  ,

  .

Тоді

.

     Вираження  являє собою коефіцієнт тепловіддачі випромінюванням.

     Тоді рівняння для загального питомого теплового потоку можна записати в більш простій формі:

,                     (3.52)

де  - загальний (сумарний) або ефективний коефіцієнт тепловіддачі.

     Ефективний коефіцієнт тепловіддачі залежить від сукупності всіх факторів, які визначають перенос тепла конвекцією й тепловим випромінюванням. Він показує, яку кількість тепла віддає (або приймає) 1 м² стінки в навколишнє середовище (із середовища) протягом 1 с при різниці температур стінки й середовища в 1⁰К за рахунок конвективного теплообміну й теплового випромінювання.