Transfer de Caldura

4
Tratamentul termic este procedeul cel mai eficient care asigură o acțiune intensă și variată în desfășurarea proceselor tehnologice de bază, contribuind la modificarea compoziției chimice, a însușirilor și calității produselor. Transferul de căldură – schimbul de căldură dintre un lichid sau gaz și un corp solid la contactul acestora se realizează prin conductibilitate și convecție. Schimbul de căldură prin conductibilitate are loc fără deplasare aparentă de substanță, în timp ce pentru convecție se desfășoară cu deplasarea mediului, deci este propriu pentru lichide și gaze (vapori), ale căror particule au o mișcare reciprocă. Deplasarea particulelor este determinată de natura și regimul de mișcare, de proprietățile fizice ale substanței, de forma și dimensiunile suprafeței solidului, precum și de alți factori (Luca Gh., 1997) Principalii parametri care caracterizează transferul de căldură sunt: - Coeficientul parțial de transfer; - Temperatura determinant; - Dimensiunea determinant. Coeficientul parțial de transfer de căldură se determină cu ajutorul formulei lui Newton: Q=α×S× ( t m t p ) unde Q este cantitatea de căldură transferată prin convecție (W); α coeficientul parțial al transferului de căldură ( W m 2 K ) ; S reprezintă suprafața

description

transfercaldura

Transcript of Transfer de Caldura

Tratamentul termic este procedeul cel mai eficient care asigur o aciune intens i variat n desfurarea proceselor tehnologice de baz, contribuind la modificarea compoziiei chimice, a nsuirilor i calitii produselor.Transferul de cldur schimbul de cldur dintre un lichid sau gaz i un corp solid la contactul acestora se realizeaz prin conductibilitate i convecie.Schimbul de cldur prin conductibilitate are loc fr deplasare aparent de substan, n timp ce pentru convecie se desfoar cu deplasarea mediului, deci este propriu pentru lichide i gaze (vapori), ale cror particule au o micare reciproc. Deplasarea particulelor este determinat de natura i regimul de micare, de proprietile fizice ale substanei, de forma i dimensiunile suprafeei solidului, precum i de ali factori (Luca Gh., 1997)Principalii parametri care caracterizeaz transferul de cldur sunt: Coeficientul parial de transfer; Temperatura determinant; Dimensiunea determinant.Coeficientul parial de transfer de cldur se determin cu ajutorul formulei lui Newton:

unde Q este cantitatea de cldur transferat prin convecie (W); coeficientul parial al transferului de cldur ; S reprezint suprafaa n care are loc schimbul de cldur (m2); tm reprezint temperature medie a gazului, (oK); tp reprezint temperatura corpului solid, (oK).

Coeficientul parial al transferului de cldur caracterizeaz intensitatea transferului de cldur, fiind determinat de un numr mare de variabile: forma, dimensiunile geometrice i temperatura suprafeei de schimb, precum i viteza, temperatura i parametrii fizici ai mediului. Din acest motiv se red sub form criterial:

Temperatura determinant. n timpul schimbului de cldur nu se modific doar temperatura mediului, ci i parametrii fizici ai acestuia. Pentru aceasta este necesar stabilirea unei temperaturi determinante, n funcie de aceasta alegndu-se i valorile parametrilor de lucru. Astfel, la schimbul de cldur prin convecie se alege temperatura medie a mediului.Dimensiunea determinant. La calculul utilajelor de uscare, aceast dimensiune se calculeaz cu ajutorul urmtoarei relaii:

unde P reprezint perimetrul, (m); S aria seciunii transversale, (m2).

Transferul de cldur prin convecieConvecia poate fi natural, provocat de diferena de densitate ca urmare a variaiei temperaturii, i forat, determinat de cauze externe. (Horbaniuc B., 2007)Convecia natural. Coeficientul parial de transfer de cldur, datorit complexitii factorilor care intervin, se determin cu relaiile criteriale astfel: Unde C i n sunt constante experimentale ale cror valori sunt date n funcie de domeniul de valori pentru produsul (Gr x Pr)

Tabelul Valorile pentru C i n (Luca Gh., 1997)Nr.crt.Gr x PrCn

10 10-30.50

210-3 5001.18118

3500 2x1070.54114

42x107 - 10130.135113

(Gr x Pr) este un produs fr dimensiune, cei doi termeni avnd expresiile: (Graschof)unde g este acceleraia gravitaional, (ms-1); l dimensiunea reprezentativ, (m); coeficientul de expansiune al fluidului (k-1); diferena de temperatur dintre corpul solid i fluid, (oK); vscozitatea cinematic a fluidului (m2/s).

(Prandtl)unde a reprezint difuzivitatea termic, (m2/s).

Confecia forat. Transferul de cldur prin coonvecie forat este determinat de regimul de curgere al fluidului. Trecerea de la regim laminar la regim turbulent este determinat de valoarea criteriului lui Reynolds:

n funcie de regimul de curgere se deosebesc urmtoarele relaii:-pentru regim laminar (Re < 2320):

-pentru regim intermediar (2320 < Re < 104):

-pentru regim turbulent (Re > 104):

n cazul gazelor (Pr const. i ). Pentru aer (Pr 0,7) rezult: