HŐSUGÁRZÁS. A hősugárzás két test között úgy valósul meg, hogy a testek között elhelyezkedő teret kitöltő anyag nem vesz részt a hőátvitelben.

Átírás

1 HŐUGÁRZÁ A hősugárzás két test között úgy valósul meg, hogy a testek között elhelyezkedő teret kitöltő anyag nem ve rét a hőátvitelben. A sugárzó energia a testek elületéhez érve, az anyagi tulajdonságnak megelelően: visaverődhet, relektálódhat Φ R elnyelődhet, aborbeálódhat Φ A áthaladhat, tranmittálódhat Φ Tr Φ Ös. Φ R + Φ A + Φ Tr HŐUGÁRZÁ Φ Ös. Φ R + Φ A + Φ Tr R + A + Tr visaverőképesség átbocsátóképesség elnyelőképesség

2 HŐUGÁRZÁ pektrális emisióképesség: e (ν,t ) A T hőmérsékletű test egységnyi elülete által egységnyi idő alatt a ν körüli egységnyi rekvenciatartományban kisugárzott elektromágneses energia. Anyagüggő. [teljesítménysűrűség / rekvencia] pektrális aborpcióképesség: a (ν, T) Megadja, hogy a T hőmérsékletű test a ν körüli egységnyi rekvencia-tartományban a ráeső elektromágneses sugárzás hányad réét nyeli el. Anyagüggő. 0 < a (ν, T) < ( nincs dimenziója ) KIRHHOFF törvény: e( υ, T ) E( υ, T ) a( υ, T ) E(ν, T) : anyagi minőségtől üggetlen univerzális üggvény. HŐUGÁRZÁ Az abolút ekete test modellje: A legjobb modell egy üreg alán lévő lyuk. Az üregbe a lyukon belépő sugárzás a emközti alon óródva igen kis eséllyel tud a lyukon visamenni. A modell akkor jó, ha a lyuk mérete igen kicsi az üreghez képest. Még tökéletesebb a modell, ha az üreg ala maga is jó sugárzás elnyelő, például kormozott. Izzítsuk a testet T hőmérsékletre.

3 E( T ) HŐUGÁRZÁ A ekete test által kibocsátott ösenergia ( egységnyi elület által kibocsátott öses energia ): 0 e( υ, T ) dυ σ T tean - Boltzmann törvény ϕ σ T σ 5, W m K HŐUGÁRZÁ A ürke test elületi sugárzási intenzitásának megolása olyan jellegű, mint a ekete testé, az azonos hullámhoson és hőmérsékleten kisugárzott energiamennyiség azonban arányosan kisebb. A ínes elület elektív aborpciót mutat, tehát sugárzása is elektív. zürke test által kibocsátott ösenergia ( egységnyi elület által kibocsátott öses energia ): ε eketeségi ok ϕ εϕ εσ T ϕ ε ϕ 3

4 HŐUGÁRZÁ Két test hősugárzásos energiakiegyenlítődése: sugárzási ám T ϕ 00 T 00 ürke test esetén: σ 00 W 5,67 m K ε Két párhuzamos egyenlő nagyságú elület esetén: + Az első testet a második test teljesen körülzárja: + A A Φ ÖZVEZTEÉG KONVEKIÓ (ZABAD) + UGÁRZÁ vet. Φ α Φ K α A A ( α K + α ) A ( t t környezet ) ( t t ) ( t t ) [ ] εσ ( ) ( ) T ( ) Tkörnyezet t t + Φ Φ környezet környezet környezet

5 HŐERÉLŐ BERENDEZÉEK Hőcserélő: Két tér, amelyekben a meleg és a hideg közeg áramlik (izikailag egy émal válatja el) Hőátbocsátás: - hőáram - anyagáram Φ k A t } hőcserélők jellemzése Technológiai egyelem! Azonos körülmények enntartása: a hőcserélő paramétereinek meghatározására vonatkozó öseüggések ismerete HŐERÉLŐ BERENDEZÉEK Hőcserélők teljesítménye: A, hőcserélő elülete Φ G c p t Φ k A t köz ellenáram egyenáram A min G min, ell. G min, egy. G, űtővíz tömegárama BERUHÁZÁ ÜZEMELTETÉ nagy A, kis G NAGY KII kis A, nagy G KII NAGY 5

6 HŐERÉLŐK MŰVELETTANI MÉRETEZÉE Feladat: adott anyagmennyiség adott hőkezelése. Hőmérleg elírása hőenergiaükséglet, ki- és belépő hőmérséklet, anyagáram. Hőcserélő típus kiválatása empontok: kivitelezhetőség, gyártási és üzemeltetési költségek, helyigény, automatizálhatóság 3. Hőcserélő keretmetetének meghatározása áramlási sebesség ámításához HŐERÉLŐK MŰVELETTANI MÉRETEZÉE. Nu-üggvények alkalmazása α, ill. t köz meghatározása 5. Φ k A t köz alapján az A hőátadó elület ámítása hos, magasság 6. zámítások eredményeinek ellenőrzése, ükség esetén iteráció A művelettani méretezést a gépéeti (ilárdságtani, kivitelezési stb.) tervezés követi 6

7 HŐERÉLŐ BERENDEZÉEK Tartályerű hőkezelő berendezések erjetők (mikrobiológiai olyamatok) Főzők Dezinektorok állati, növényi eredetű hulladékok hanosítása, eldolgozása Duplikátorok előmelegítés; állati, növényi eredetű anyagok őzése; kéételek, mártások, elöntőlevek ömletésére, olvatására Kígyócsöves őzők erjedés-, tej-, növényolajiparban alkalm. HŐERÉLŐ BERENDEZÉEK Áramlásos hőcserélők olyadékok, emulziók, upenziók patőrözése, sterilezése; tej, sör, bor, üdítőitalok, sűrítmények, krémek gyártásánál Lemezes hőcserélők sőköteges hőcserélők sigás hőcserélők pirálcsöves hőcserélők Lemez-spirál hőcserélők 7