انتقال حرارت ۲

انتقال حرارت ۲

اسلاید 1: انتقال حرارت 2خانم خسرویار

اسلاید 2: مبدل های حرارتیفرآیند انتقال:1-تماس مستقیم:دو سیال هم جهت از یک سو وارد کنید این دو تا ابتدا پر قدرت هستند.2-تماس غیر مستقیم:سیال گرم از یک طرف و سیال سرد از طرف مقابل وارد کنیم.مثل مبدل هابهترین نوع تماس،تماس غیر مستقیم است چون تبادل حرارت بهتر انجام می شود.جریان ناهمسو بهترین تماس است.مبدل ها: 1-لوله ای 2-پوسته ای 3-مبدل های فشرده 4-صفحه ای 5-پره دار

اسلاید 3: در داخل پوسته متغیرهایی می گذارند که به آن ها بافل می گویند که این سیال را پخش می کند روی لوله و باعث می شود سیال سرد توزیع شود وانتقال حرارت خوب صورت بگیرد و جریان آرام را به توربولنت تبدیل کند.همسوناهمسوسیال گرم t1سیال سرد T1T2t2

اسلاید 4: *معمولا از صد در صد حجم پوسته 15 تا بافل داریم.(15درصد بافل)-هر گاه جریان آرام به سمت ناآرام برود انتقال (جرم،حرارت،سیال) سریع تر انجام می شود.سیال سرد T1سیال گرم t1T2t2بافلپره دار

اسلاید 5: *بافل ها انتقال حرارت را سریع تر می کنند و ارزش پوسته ها به مقدار بافل آن است.از مبدل حرارتی پره دار در صنعت زمانی که می خواهند بار حرارتی زیادی را تبادل کنند استفاده می شود.در مبدل های حرارتی q=hAΔT -همسوآرایش جریان ها: -ناهمسو -متقاطع(corss،چهار راه) گرمسردگرمسردهمسوناهمسومتقاطعمانند

اسلاید 6: هدف ما این است که یک سیال داغ را به وسیله ی یک سیال سرد خنک کنیم.معیارهایی که بایستی انتخاب شود تا سیالی داخل لوله قرار بگیرد.1-اولین معیار خوردگی می باشد باید در لوله داخلی باشد و طراحی می شود چون معمولا جنس لوله های داخلی محکم تر است.2-فاز سمی:داخل لوله زیرا فاز سمی به محیط انتقال پیدا نکند.3-رسوب گذاری:جسمی که بیشتر رسوب می دهد در داخل لوله زیرا:-الف)چون در پوسته بافل داریم وتمیز کردن آن مشکل است.-ب)دبی در داخل پوسته بیشتر است پس رسوب گذاری کمتر خواهد بود.4-سیالی که دمایش بیشتر است در داخل لوله قرار می گیرد.-الف)به عایق کاری احتیاجی نیست-ب)چون جنس لوله های داخلی محکم تر است.

اسلاید 7: 5-سیالی که دبی اش بیشتر است در پوسته قرار می گیرد.انواع مبدلهای حرارتی پوسته و لوله ای:1-یک پوسته ویک لوله(شکل 3 صفحه قبل)2-یک پوسته و دو لوله3-دو پوسته و لولهگرم t1t2سرد T1T2t1t2T1T2

اسلاید 8: Uضریب کلی انتقال حرارتفقط تابع جنس است.انتقال حرارت کلی در یک دیواره سطح q=Q= uAΔT T1T2R=R=R=(I=) ولتاژمقاومتداخلی qi=uiAiΔTخارجیq₀=u₀A₀ΔTq=qi=q₀

اسلاید 9:  =uiAiΔTuiu₀=  

اسلاید 10: H.W:آب در درون لوله ای در دمای Cᵒ90 از میان یک لوله فولادی به قطر mm50 عبور می کند. ضریب هدایت آن برابر 54 در معرض هوا با فشار جوی و دمای Cᵒ 20 قرار دارد.سرعت آب در 0.25 است.ضریب انتقال حرارت کلی را برای این حالت بر حسب سطح خارجی لوله حساب کنید؟قطر داخلی برابرm0.052 و قطر خارجی m0.0633 و دانسیته 960 است. سیال برابر 0.68،μ=2.84*10-4 ویسکوزیته ،pr=1.76Nui =0.023 Re0.8 pr0.4

اسلاید 11: در مبدل های حرارتی به جای 2 دما،4 دما داریم:در جریان ناهمسو ΔTL,M بیشتر است از ΔTL,M در جریان همسو.ΔTL,M= ΔTL,M = 

اسلاید 12: اگریک مبدل حرارتی دو لوله ای غیرهمسو،آب با دبی 18 از 35 تا 76 توسط روغنی که گرمای ویژه آن 1.9 گرم می شود.اگر روغن در 110 وارد مبدل حرارتی و با 75 از آن خارج شود 4.18=Cp آب و ضریب کلی انتقال حرارت (u)برابر 320 باشد سطح تبادل را پیدا کنید؟جریان همسو q=uA =TcThThTcΔTL,MΔTL,M

اسلاید 13: جریان ناهمسو همسو ΔTL,M < ΔTL,M ناهمسوحل مسئله: 76 35 110 75 TcThThTcΔTL,M=

اسلاید 14: ΔTL,M= غلط 26.92= Q oil=m oil Cp oil ΔTQ w=m w Cp w ΔT 35 76 = 110 75 q=u A ΔTL,M q oil=q w=q TqT=u A ΔTL,Mq w=68*4.2*(76-35)= * = watqT=320 *A*26.92 =ΔTL,M

اسلاید 15: مبدل حرارتی برای خشک کردن 20 آب از 360 به 340 مورد نیاز است.اگر شدت جریان 25 و دمای 300 برای سیال دیگر در نظر گرفته شود و دمای خروجی برای این سیال 316 باشد،سطح تبادل حرارتی را به دست آورید؟(uدر جدول 10-1 کتاب آمده) 340 360 316 300در اینجا U=320 در کتاب ناهمسو ΔTL,M= 41.96 = ΔTL,M=

اسلاید 16: q w=m w Cp w ΔT = 20*4.18*(360-340) q w= kj*1000= jQ=u*A* ΔTL,M A=q w/(320*41.96) = 360 340 300 316همسو کتاب ΔTL,M=همسو ΔTL,M= 39.28 = مقدار uیا ضریب انتقال حرارت کلی بعضی از مواد مختلف در جدول 10-1 کتاب ارائه شده به عنوان مثال اگر مبدل حرارتی آب –آب باشد:u=850 

اسلاید 17: H.W: در یک مبدل حرارتی دو لوله ای روغنی با 1.9را با آب خنک می کنند. روغن در دمای 200 وارد می شود و در دمای 160خارج می شود.دبی جرمی روغن 4 و آب در دمای 50 و با دبی جرمی 1600 لازم است. مطلوب است محاسبه سطح لازم اگر جریان آب روغن .الف)همسو باشد ب)غیر همسو باشد؟H.W:می خواهیم 320 آب را در درجه حرارت اولیه 175 وارد و در 59.7 خارج می شود را با روغنی که Cpآن 2.1 است را سرد کنیم.درجه حرارت روغن ورودی 35 وخروجی 93 است.دو نوع مبدل حرارتی دو لولهای موجود است. مبدل اول: A=0.47m²و u=570،مبدل دوم: m² A=0.94و u=370مشخص کنید که باید از کدام مبدل استفاده شود؟

اسلاید 18: از شکل 10-8 تا 10-11 می توان ضریب تصحیح را برای مبدل های حرارتی بدست آورد. q=F u A ΔTL,M F(R,P):R,Pتابعی از دما هستندوFتابعی از R,P.اگر یک پوسته ویک لوله باشد برای محاسبه ازفرمول های دو لوله ای استفاده می کنیم ولی اگریک پوسته ودولوله باشد ازq=Fu A ΔTL,M )در پوسته ولوله غیر همسو می گیریم)استفاده می کنیم.در یک گذر پوسته و یک گذر لوله از q=u A ΔTL,M استفاده می کنیم T1 T2ضریب تصحیح

اسلاید 19: F R=برای افزایش مقدار حرارت منتقل شده در مبدل های پوسته و لوله از فرمول q=Fu A ΔTL,Mاستفاده می کنیم.که بایستی فاکتورهای زیر رعایت شود:1- افزایش u:چون u را تا مقدار محدودی می توان افزایش داد(uحدود دارد) نمی توان u را افزایش داد.2-افزایش A:برای افزایش A بایستی طول مبدل را زیاد کنیم که این عامل باعث بالارفتن هزینه طراحی خواهد شد. p=  

اسلاید 20: 3- افزایش F: ضریب تصحیح Fبه ضرایبی مثل RوPبستگی دارد که اینجا نیز به درجه حرارت سیالات بستگی دارد.چون درجه حرارت سیالات ثابت است پس قابل تغییر نیست.4-افزایشΔTL,M :با غیرهمسو قراردادن می توان ΔTL,Mرا افزایش داد.5-تعداد لوله ها را بیشتر کنیم: با افزایش لوله ها سطح تبادل حرارتی بیشتر خواهد شد.همچنین گاهی با کم کردن لوله ها qافزایش می یابد.مثال:آب با دبی 1.9 از 27 تا 50 در یک مبدل حرارتی گرم می شود. آب با دبی 3.2 در لوله با حرارت 90 وارد می شود. اگر ضریب کلی انتقال حرارت 1500وسرعت متوسط آب در لوله با قطر cm1.8 معادل 0.3 باشد به دلیل محدودیت که طول لوله نباید بیشتر ازcm 24 باشد کدام مبدل حرارتی 1 گذر پوسته و

اسلاید 21: یک گذر لوله یا مبدل حرارتی یک گذر پوسته ودو گذر لوله مناسب است؟ 27 50 76.35 90 q=u A ΔTL,M q=m Cp ΔT=1.9*4.18*1000*(50-27)=183500 j183500=3.2*4.18*1000*(T-90) T=76.35 = = = 44.5Q₁=uA ΔTL,M 183500=1500*A*44.5 A=2.74m²A=п dL 2.7=п*1.8*L L=0.48 ΔTL,M

اسلاید 22: P= = = 0.21 , R= = = 1.64 P,R F=0.96q₂=Fu A ΔTL,M =183500=0.96*1500*A*44.5 A=2.86m²A=п dL = п*1.8m*L L=0.25mمبدل دو لوله و یک گذر بهتر است.مثال)آب با دبی 1.905 از 37.78 تا 54.44در یک مبدل حرارتی پوسته لوله ای گرم می شود.در سمت پوسته یک گذر برای آب به عنوان سیال گرم کننده با دبی 3.783 وجود دارد که با درجه حرارت 93.3 وارد مبدل حرارتی می شود. ضریب کلی انتقال حرارت (u) برابر 1419 وسرعت متوسط آب درلوله ها با قطرcm 1.905 برابر با 0.366 است. به دلیل محدودیت فضا طول لوله باید بیشتراز m2.48

اسلاید 23: نباشد .تعداد مسیر های گذر لوله ای وتعداد لوله ها را و همچنین طول لوله ها را پیدا کنید؟مثال: گازهای خروجی از یک اتاق احتراق در دمای 300 وارد یک مبدل حرارتی با جریان متقاطع وسیالات نامحدود شده با دمای 100 از آن خارج می شود بخار نیز با نرخ 1 ودمای 35 وارد لول های مبدل می شود و با دمای 125 از آن خارج می شود. گرمای ویژه گاز برابر 1000 بخار 4197 وضریب انتقال حرارت کلی 100. الف)با استفاده از روش تاثیر سطح تبادل حرارت را پیدا کنید؟ ب)با استفاده از روش LMTDسطح تبادل حرارت را محاسبه کنید؟

اسلاید 24: اگر نمودار نداشتیم با استفاده از جدول 10-3Є . بدست می آید. :سرد300 100 35 125:گرم C min=m h Cp h=1.88*1000=1888 C max=mc Cp c=1 *4197=4197 mhCphTh=mc Cp cTc mh= mh=1.888 = = = 0.75 Ntu=2 A=39m²ب) Q=FuA ,q=m Cp ΔT=1.8*1000*200 Q=377730 R=2.22 ΔTL,M= =111 , p= ,R=C min/C max =0.45ΔTL,M

اسلاید 25: (P,R) F=0.88 ,377730=100*A*0.88*111 A=38.64 Th1 Th2 Th1 Th2 Tc2 Tc1 Tc1 Tc2مبدل دو لوله ای: Q=uA ΔTL,M,T مبدل پوسته لوله ای: Q=FuA ΔTL,M,T ΔTL,M = , ΔTL,M = ? Tc2 Tc1 Th1 Th2غیر همسوناهمسوهمسو

اسلاید 26: єضریب تاثیر:زمانی که ورودی ها یا خروجی ها مجهول باشند از روش ضریب تاثیر استفاده می کنیم. qh=mhCph(Th1-Th2) qc=mcCpc(Tc2-Tc1) qh=cmax(Th2-Th1) qc=cmin(Tc2-Tc1)Ntu=Є= =ظرفیت گرمای ویژه :Cpمعمولا:cmin=mcCpc cmax=mhCph єاز نمودار 10-12 تا 10-17 بدست می آید:تعداد واحدهای انتقال حرارت Ntu

اسلاید 27: مثال)آب با دبی 8 در درجه 35 وارد یک مبدل حرارتی غیر همسو دو لوله ای شده وتوسط روغنی که گرمای ویژه آن 1.9 می باشد گرم می شود.دبی روغن 25 که در 10 وارد مبدل حرارتی می شود. ضریب انتقال حرارت کل 320. اگر سطح تبادل حرارت m²158 درجه حرارت خروجی را برای آب و روغن پیدا کنید؟

اسلاید 28: مبدل حرارتی فشرده:مبدل حرارتی سیال فشرده زمانی استفاده می شود که نسبت سطح تبادل گرما بر واحد حجم آن زیاد باشد. مثال: 700 متر مربع بر متر مکعبو این مبدلها زمانی استفاده می شوند که حداقل یکی از دو سیال گاز باشد. در این صورت سیالی که به صورت گاز باشد در بیرون لوله ها جاری شده و سیالی که به صورت مایع می باشد در داخل لوله ها جاری می شود. چون بخار در بیرون سطح تماس افزایش می یابد ودوم اینکه خطر انفجار کاهش می یابد.آرایش لوله ها: AسیالBسیال30r

اسلاید 29: فاصله هر دو لوله با هم را یک پینچ می گویند.(r)مبدل های حرارتی دو لوله ای در واحدهای کوچک استفاده می شود. مبدل حرارتی فشرده در واحدهایی که بار حرارتی زیاد است استفاده می شود.جنس لوله ها معمولا از آهن,مس و برنج است. Ac: کل سطح یا سطح آزاد A:سطح برخورد جریانδ: G:سرعت جرمی سیال در حداقل سطح مقطع G=m:میزان جرمی که توسط جریان برخورد می کند.سطح برخوردسطح آزاد

اسلاید 30: مثال:اگر هوا در یک اتمسفر و k 300 با سرعت 15 وارد مبدل حرارتی شود با استفاده از شکل (19- 10)ضریب انتقال حرارت را پیدا کنید خواص هوا درk 300:PrAir=0.7 , =1.58*10-5 ,Cp=1.0057 =1.117نمودار (19-10)G= Re= Re jh= jh= h = =0.697 Dh=0.0118 ft=3.597mmG= = = =

اسلاید 31: Re= = =4600=4.6* برای لوله:4600>2100 جریان درهم = h= از نمودارjh0.0047 = قطر هیدرولیک: = Dhبه دست آوردن افت فشار:Nuبه ما کمک می کند تا hرا به دست آوریم مانند Shکه در جرم برای به دست آوردن ضریب انتقال جرم به کار می رفت.سطح مقطع عبور جریانمحیط

اسلاید 32: Nui= = jh Re ( ) ^0.14μ= ویسکوزیته در داخل لوله w = ویسکزیته در کنار دیوارهRe= Pr= = =1در بهترین حالت Re , Pr تابع دما هستند دما در یک دمای خاص این خواص را می خوانیم.از روی نمودار jhرا می خوانیم و hiبدست می آید.سیال داخل لولهiiiwiwjHReRejF(Fig1)(Fig2)

اسلاید 33: Ptupe= Ptupe= [ P]= =paNa = = jhRe Re = pr=wttii(Fig3)F(Fig2)ضریب اصطحکاکتعداد لوله هاطول لوله دانسیته سیال داخل لوله سرعت سیال در داخل لوله

اسلاید 34: 85 بافل و بقیه فضای خالی بهترین ارزش بافل 25 است ودر صورتی قید نشدن,25 درنظر می گیریم. Pshell= [8jf +2.5]در این جا هم jf تابع بافل ها است.یکی از راه های کم کردن افت فشار کم کردن بافل هاست. افت فشار در لوله بیشتر بیشتر از پوسته است.(Fig4) 5545352515jhReBuffls Cust(ارزش بافل)=15(Fig3)(Fig4)سرعت در داخل پوسته5545352515jfResدانسیته در داخل پوستهطول پوسته

اسلاید 35: عوامل کاهش افت فشار در پوسته:1)استفاده از پوسته ای که دارای دهانه ورودی و خروجی بزرگتر باشد.2)از Buffle cast بزرگتر استفاده می کنیم.3)فاصله ی بین بافل ها را زیاد کنیم.4)تعداد بافل ها را کم کنیم.مثال)یک مبدل حرارتی طراحی کنید:اگر الکل با دبی 100000 با درجه حرارت 95 وارد مبدل شده و در 40 از مبدل خارج شود و آب با 25 وارد و با 40 خارج گردد اگر سرعت الکل 0.75 باشد و سرعت آب 0.6 باشد و هم چنین Cpالکل 2.84 باشد و Cp آب نیز 4.2 باشد؟

اسلاید 36: الف) از یک مبدل حرارتی 1 پوسته و 1 لوله می خواهیم استفاده کنیم که d i برابر 16 و d₀ 17 است.طول لوله چقدر باشد؟ب) Ptupe, ho, hi , Pshell را بدست آورید؟ u i =784 cm cm

اسلاید 37: مثال: اتیل گلیکول با درجه حرارت 30 و با دبی 2.7 وارد مبدل حرارتی یک لوله ای شده و با درجه حرارت 25 خارج می گردد. روغن موتور با درجه حرارت 3 و با سرعت 1 وارد پوسته شده و با 11 خارج می شود. اگر از لوله ای با قطر خارجی mm20 و قطر داخلی mm16 استفاده شود و طول لوله m1 باشد مقادیر زیر را به دست آورید؟الف)ضریب انتقال حرارت جابه جایی و افت فشار برای داخل لوله؟ب)ضریب انتقال حرارت جابه جایی و افت فشار برای پوسته؟(با شرط (Baffle cust=25

اسلاید 38: چگالش یا میعان:تبدیل بخار به مایع چگالش گفته می شود. اگر یک گاز یا بخار داغ را روی یک سطح سرد عبور دهیم در اثر انتقال حرارت بین بخار و سطح سرد قسمتی از گرمای نهان تبخیر (hf) بخار کاهش پیدا کرده و روی صفحه ی سرد شروع به چگالش می کند.دمای محیط: Tv=TgTv>Tw1)اگر اختلاف درجه حرارت Tv-Twبسیار زیاد باشد در شروع به صورت لایه یا فیلم بر روی سطح میعان یا چگالش داریم.Tw1234Tv=TgTw1234

اسلاید 39: 2)اگر اختلاف درجه حرارت Tv-Tw کم باشد(min باشد) به صورت قطره بر روی سطح میعان یا چگالش می کند.حالت 1:قطره روی صفحه کاملا ً پخش شده است و صفحه کاملا ً خیس می باشد(چگالش لایه ای)حالت 2:قطره روی صفحه به مقداری پخش شده است که مقداری فضای خالی وجود داردو صفحه کاملا ً خیس نیست.حالت 3:قطر تقریبا ً در حال تشکیل است و صفحه کاملا ً خیس نیست.حالت4:قطره تشکیل شده است و در اثر ثقل (بیرون جاذبه)به سمت پایین سقوط خواهد کرد.(چگالش قطرهای)از نظر عملی برای توصیف چگونه پخش مایع روی صفحه از زاویه تماس (Ѳ) استفاده می شود.

اسلاید 40: در حالت اول زاویه تماس صفر استدر حالت دوم Ѳبین 0و کمتر از 90 باشد.در حالت سوم زاویه تماس بیشتر از 90یا بین 90 تا 180 .و در حالت چهارم , Ѳ180 باشد.در چگالش قطره ای چون فضای خالی بین قطرات بیشتر است بخار می تواند نفوذ کند و تبادل حرارتی صورت گیرد.بالعکس در لایه ای فضای خالی وجود ندارد. =صفحات عمودیffffvwfgvدانسیته مایع دانسیته بخار ضریب هدایتی مایع درجه حرارت دیوارهشتاب ثقل درجه حرارت بخار گرمای نهان تبخیر لزجت مایعطول صفحه

اسلاید 41: فقط در شرایط زیر می توان از این فرمول استفاده کرد:1)جریان آرام باشد.Ref= <18002)خواص مواد ثابت باشد (خواص فیزیکی مثل kf و و...)3)سقوط قطره در اثر شتاب ثقل باشد یعنی هیچ میدانی غیر از شتاب ثقل جذب نکند.مثال)یک صفحه عمودی به شکل مربع با اندازه ی mm300*mm300 در معرض بخار آب و در فشار اتمسفری قرار دارد.درجه حرارت صفحه 98و درجه حرارت بخار اشباع 100 می باشد. انتقال حرارت و دبی بخار چگالنده شده رادر هر ساعت حساب کنید؟vwfgf

اسلاید 42:

اسلاید 43:    fffffffgfgvvwwufصفحات افقی صفحات مورب

اسلاید 44: برای L=2.87d انتقال حرارت جابه جایی برای کندانسور عمودی وافقی برابر خواهد شد اگرLبزرگتر از d 2.87 باشد انتقال حرارت در کندانسور افقی بیشتر خواهد بود از کندانسور عمودی اگر L=100d مقدار برای کندانسور افقی تقریبا 2.45 عمودی خواهد بود.اگر سیال از داخل کندانسور عبور کند: =0.555مثال)20 لوله افقی به قطر 1.6mmبرای چگالش بخار در فشار جو به کار می رود دیواره های خارجی لوله به کمک خنک کننده ای که در جریان قرار دارد سرد شده ودر دمای 88 نگه داشته می شود. مقدار بخار چگالیده شده در ساعت را به ازای واحد طول لولهfffvwfg

اسلاید 45: حساب کنید؟درجه حرارت اشباع 100 (بخار اشباع در خارج لوله در جریان است)خواص فیزیکی در دمای 96 , f=963 , f=3.06*10-4 , kf=0.678 Hfg=2255

اسلاید 46: می خواهیم کندانسوری (چگالنده)بسازیم که 1.3 بخار در فشار جو چگالیده می شود. برای این کار یک آرایش مربعی با لوله های افقی با قطر 1.25cm که دمای بیرونی آنها 93 باشد را بکار ببندیم. فاصله ی مرکز به مرکز لوله ها 1.9cmوطولشان 3 برابر بعد مربع است. برای این چگالنده چه مقدار لوله نیاز داریم؟و ابعاد بیرونی چقدر می باشد؟خواص فیزیکی در دمای فیلمی:f=980 , f=2.9*10-4 kf=0.885

اسلاید 47: H.W)همین مسئله را برای زمانی که لوله ها چسبیده باشند تکرار کنید؟عدد میعان:اگر جریان نا آرام باشد:1)صفحات یا لوله های عمودی: Re<1800 Co=1.47 Ref- 2)صفحات افقی: Re<1800 Co=1.514 Ref- در حالت کلی: Re>1800 Co=0.0077 Ref0.4 Co= fff

اسلاید 48:     kf=0.674hfg=2255

اسلاید 49: جوشش(boiling) : منظور از جوشش تبدیل مایع به بخار و هدف از میعان تبدیل بخار به مایع است بنابراین جوشش,میعان همراه تغییر فازند,در هر تغییر فاز مقدار زیادی گرما تبدیل می شود.جوشش زمانی اتفاق می افتد کهTw (دمای سطح) بیشتر ازTsat (دمای اشباع) باشد. چون در میعان و جوشش با گرمای نهان تبخیر سروکار داریم(تغییر فاز داریم) معمولا ضریب جابه جایی بسیار بالا می باشد. در فرآیندهایی چون تبخیر, تقطیر,تولید بخار,گرما به سیال منتقل می شود تا بجوشد. این کار می تواند توسط صفحات و یا لوله های دائمی که در اطراف ویا داخل ظرف قرار دارند بجوشد.وقتی که مایع ساکن می باشدو جوشش انجام می شود به این حالت جوشش استخری گفته می شود مانند حرارت دادن آب در کتری اگر سیالی که در حال حرکت است جوشش انجام میشود به این حالت جوشش احیای یا force boiling گفته می شود مانند استفاده از یک پمپ برای یک مایع استخری که

اسلاید 50:  ABCD Log h5100 q

اسلاید 51: ناحیه 1) اختلاف درجه حرارت کمتر از 5 است. در فاصله ی AB که آن را ناحیه ی یک می نامیم هیچ حبابی تولید نمی شود چون اختلاف دمای سطح جامد و دمای مایع اشباع کمتر از آن است که حباب بخار تولید شود. در این ناحیه انتقال حرارت با مکانیزم جابه جایی آزاد یا هدایت انجام می شود.ناحیه 2) حباب های بخار در فصل مشترک بین جامد و مایع تولید می شود, یعنی حباب ها تمام سطح را نگرفته اند.این منطقه به جوشش هسته ای مشهور است و اشاره به این حقیقت که حباب ها زیر بخار بوجود می آیند چون هستهای برای جوشش عمل می کنند واین حباب ها نه تنها باعث انتقال حرارت جابه جایی می شوند بلکه با حرکت خود در داخل مایع باعث هم زدن و اختلاط می شوند. در ابتدا که ΔT کم است امکان اینکه حباب ها از توده ی مایع بگذرند و خود را به سطح آزاد مایع برسانند کم است و در واقع در مسیر خود  

اسلاید 52: در تودهی سیال از بین می رود اما با افزایشΔT که حباب بیشتری تولید می شود مقدار بیشتری حباب به سطح آزاد مایع می رسد. بیشترین صعود را در ناحیه 2 و به نقطه ی C نشان می دهند.که این حالت شار حرارتی بحرانی نامیده می شود.ناحیه 3) عمل تجمع حباب های بخار در فصل مشترک جامد و مایع باعث می شود که حباب ها به صورت فیلم یا لایه ای فصل مشترک را بپوشانند واین باعث افت انتقال حرارت می شود.همیشه نیروی کشش سطحی بر عکس نیروی فشاری است:ABCDPl *(п r 2 )Pl وزنیPr(π r2)فشاریδ*2πr= δ*محیط = نیروی کشش سطحی (آغاز جوشش هسته ای)C نزدیک نقطه

اسلاید 53: فلاکس حرارتی:CL: گرمای ویژه مایع اشباع ΔTv=Tw-Tssat هر جای گرمای نهان تبخیر دیدیم همان hfg است. آنتالپی تغییر= hfgμ= ویسکوزیته مایع , g= gc :شتاب ثقلبرای سیستم آمریکایی32.178= gc ,برای سایر سیستم ها1= gc است ρL :چگالی مایع اشباع ρv :چگالی بخار اشباعدر جدول(9-2)مقدار C sf را داده است .در جدول(9-1)مقدار δراداده است.LLLfgL cvvfgsfPrLs عدد پرانتل مایع اشباع :

اسلاید 54: اگر بخواهیم فلاکس حرارتی را از رابطه ی زیر بدست آوریم باید hرا حساب کنیم.در جدول(9-3)بر حسب عمودی یا افقی بودن صفحه می توان hرا حساب کرد.در فشار اتمسفریک:wsat1x 

اسلاید 55: در فشار غیر اتمسفریک: hp= اگر دیگ بخار داشتیم:«برای جوشش موضعی با جابه جایی اجباری درون لوله های عمودی»H.W)یک صفحه برنجی گرم در ظرفی از آب در فشار اتمسفری قرار دارد.درجه حرارت صفحه 115 انتقال حرارت در واحد سطح را حساب کنید؟ x

اسلاید 56: مثال) یک لوه افقی به قطر 3mm و طول 75mmدرون آب در 160kpa قرار دارد.درجه حرارت سطحی لازم برای تولید شار حرارتی 0.2 را حساب کنید؟

اسلاید 57: مثال)(تمرین 36-9)یک کتری با قطر 0.3mموجود است می خواهیم 2.3 آبرا در فشار اتمسفری در این کتری بجوشانیم. کف کتری باید در چه درجه حرارتی باشد تا این هدف برقرار شود؟

اسلاید 58: مثال)آب در 5atmدرون یک دیگ بخار تحت شرایط جوشش موضعی قرار گرفته است منظور از جوشش موضعی یعنی زمانی که درجه حرارت مایع کمتر از درجه حرارت اشباع باشد.انتقال حرارت ومقدار انتقال حرارت را در طول 1mبه دست آورید؟

اسلاید 59: مثال)کف یک ماهیتابه ی مس به قطر 0.3mمتوسط یک گرفتن الکتریکی در 128 نگه داشته می شود چنانچه جوشش در شرایط اتمسفری انجام شود انتقال برای جوشش آب در این ظرف را بدست آورید؟نرخ تبخیر چه قدر است؟ 

اسلاید 60: لوله حرارتی:چگالندهتبخیر کنندهبخارمایعمایعتبخیر کننده بخارچگالندهافقیعمودیکندانسورکمپرسوراواپراتورمایع اشباع +بخار درجه حرارت پاییندرجه حرارت بالا مایع اشباع +بخاراشباع مایع اشباع Q رامی گیرد و به مایع اشباع تبدیل می کند Qتا حدودی مثل چگالنده عمل می کندبا ایجاد افت فشار درجه حرارت پایین می آید(شیر فشار شکن) فلش

اسلاید 61: لوله حرارتی :گرما را از یک ناحیه به ناحیه دیگر منتقل می کند مانند یک میله فلزی که در رسانایی گرمایی آن100 برابر مس است.بخار تبخیر شده به سمت بالا حرکت می کند ودر چگالنده به مایع تبدیل می شود.مایع چگالنده توسط مجاری به دیواره به تبخیر کننده باز می گردد.گرمای زیاد تبخیر باعث می شود ه گرمای زیادی از سمت پایین به سمت بالا توسط بخار انتقال یابد.یک نوع دیگر لوله های گرمایی به صورت افقی عمل می کند که برای انتقال مایع از چگالنده به تبخیر کننده از فیلترهای توری فلزی زنگ نزن برای ایجاد خاصیت مویینگی وانتقال مایع از چگالنده به تبخیر کننده استفاده می شود.چرخه سیستم سرد کننده:کندانسور یک سیستم برودتی است که انتقال گرما از ماده سرما ساز یا

اسلاید 62: مبرد به محیط دیگری مثل هوا انجام می دهد.در داخل کندانسور ماده سرمازا در اثر از دست دادن گرما از حالت بخار به مایع چگالیده می شود در نتیجه در خروجی از کندانسور مایع اشباع خواهیم داشت بعد از عبور از شیر انبساط مقداری از مایع اشباع به بخار اشباع تبدیل می شود (یک فرآیند فلش رخ داده) مخلوط ورودی به اراپراتور بعد از گرفتن حرارت به بخار با درجه حرارت زیاد تبدیل می شود. بخار صعودی به کمپرسور تحت فشار زیاد کمپرسور قرار می گیرد و مقداری به مایع تبدیل می شود و با وارد شدن به کندانسور مقداری بار حرارتی را از دست می دهد

اسلاید 63: تشعشع Radition:تئوری های تشعشع:1-تئوری موج(wave theory):بر طبق این نطریه تمام فضای کیهان از ماده فرضی «اتر»پر شده است زیرا در اثر انتشار امواج الکترومغناطیسی از اثر انتقال حرارت به طریق تشعشع صورت می گیرد.2-تئوری کوانتوم(ماکس-پلانک):قسمتی از اتمها و مولکولهای جسم وقتی گرم می شوند تحریک شده و تمایل دارند به سطح انرژی پایین تری برگردند و در این رابطه انرژی اضافی خود را بصورت امواج الکترومغناطیس منتشر می کنند. مقدار این انرژی پیوسته نبوده و بصورت کوانتائی است:انرژی هر کوانتوم)) E=h.ϑ6.625*10-34 j.s ثابت پلانک فرکانس ارتعاش

اسلاید 64:   10-12 10-8 10-7 10-6 10-4 10-2 1 امواج رادوئیمایکرو ویومادون قرمز امواج مرئیماوراء بنفشxCosmic Ray اشعه کیهانی

اسلاید 65: با انتگرال گیری از رابطه در تمام طول موج ها مشخص می شود که قدرت تشعشی با توان چهارم دمای مطلق بستگی دارد.Eb=δT4-Eb قدرت تشعشعی جسم سیاه بازاء واحد زمان از واحد سطح ثابت استفان بولتزمن:چند نکته:1-خصوصیات فیزیکی تشعشع حرارتی مثل امواج مرئی است.باز تاب طیفی(specular) بازتاب پخشی (diffusion)سطح صیقلیαβسطح غیر صیقلی

اسلاید 66: 2-اثر حرارتی امواج تشعشی هنگامی ظاهر می شود که با مولکول های جسم برخورد نماید.3-انتقال حرارت تشعشعی بین دو جسم هرگز قطع نمی شود مگر اینکه دمای آنها به صفر مطلق برسد.از کل توان تشعشعی (Ө)که به دو جسم رسیده در حالت کلی مقداری از آن جذب شده مقداری منعکس و مقداری هم عبور می کند.Ө=Өr+Өt+Өα)Absorptionجذب ()Transmission عبور((Reflection)انعکاس

اسلاید 67:  

اسلاید 68:  

اسلاید 69:  E.Aq.A.αجسم غیر سیاه جسم سیاه1

اسلاید 70:  

اسلاید 71:  

اسلاید 72: قانون Wien:رابطه بین دما وطول موجی که در طی آن قدرت تشعشعی Maxاست را می دهد: λmax .T=2897.6[μm.ᵒK]ᵒKμm

اسلاید 73:  λ.T  λ1Tλ 2TDunkleاز جدول

اسلاید 74:  

اسلاید 75:

اسلاید 76:  

اسلاید 77:  

اسلاید 78:  AaaAbb

اسلاید 79:  123 21R

اسلاید 80:  JG

اسلاید 81:  

اسلاید 82:  

اسلاید 83:  J1J2  

اسلاید 84: «مدار معادل برای اجسامی است که شفاف نباشند»برای 3 جسم:با توجه به قوانین کیر شهف در الکتریسته جمع جبری جریان های وارد به هر گره صفر است:برای گره (J1): 

اسلاید 85:  

اسلاید 86: حالات خاص :در حالات زیر می توان از مقاومت سطحی جسم صرف نظر کرد:1-جسم مزبور سیاه باشد.2-اگر مساحت جسم مزبور در مقایسه با اجسام دیگر خیلی بزرگ باشد.3-اگر جسم عایق باشد.(عایق تشعشعی)سپرهای تشعشعی radiation shields:مثلا در فضایی , فلاسک و فویل پیچیده شده در دور لوله های عایق بندی شده .خصوصیت این سپرها بالا بودن ضریب انعکاس آنها است.

اسلاید 87:  

اسلاید 88: