Уравнение теплопередачи.

Для элемента поверхности теплообмена площадью уравнение теплопередачи имеет вид , где коэффициент теплопередачи; - местный температурный напор.

Тепловая мощность теплообменника .

Коэффициент теплопередачи в случае плоской стенки представляет собой величину, обратную сумме термических сопротивлений:

Как и коэффициент передачи, так и температурный напор изменяется вдоль поверхности теплообмена. В простейшем случае (при относительно малом изменении ) можно принять .

Тогда уравнение теплопередачи имеет вид

, (*)

где - средний интегральный температурный напор .

Для прямо или противоточной схемы движения теплоносителей .

Если коэффициент теплопередачи сильно изменяется вдоль поверхности теплообмена и к тому же зависит от разности температур , уравнение (*) теряет смысл. В ряде случаев значение коэффициента зависит от температуры стенки. тогда для расчета площади поверхности теплообмена необходимо использовать поинтервальный метод расчета ( т.е. разбивать всю искомую поверхность на достаточно большое число участков) или прибегать к методу «шаг за шагом».

Уравнение (*) можно также представить в виде

, (**)

где - среднее интегральное значение .

Из (**) видно, что от значения коэффициента теплопередачи зависит площадь поверхности теплообмена. Чем больше этот коэффициент, тем меньше площадь поверхности теплообмена. Уменьшая термическое сопротивление процессу теплопередачи, можно уменьшить площадь, т.е. сократить габаритные размеры теплообменника. Поскольку с увеличением скорости течения теплоносителя коэффициент теплоотдачи возрастает, уменьшение площади проходного сечения теплообменника способствует увеличению значения . Однако, всегда надо иметь ввиду, что с увеличением скорости возрастает (причем более резко) гидравлическое сопротивление и увеличиваются затраты мощности на прокачку теплоносителя. Увеличить коэффициент теплоотдачи можно исскуственным путемс помощью методов интенсификации, используя специально изготовленные трубы с шероховатостью или иной поверхностью, применяя закрутку потока и т.п.