10. Prednáška
Prechod tepla  v ustálenom stave
(Prostup tepla)

Prechod tepla (prostup tepla) v ustálenom stave cez rovnú stenu
Rýchlosť prechodu tepla pre rovnú stenu:
k - úhrnný koeficient prechodu tepla [Wm-2K-1] predstavuje úhrnný odpor vztiahnutý na jednotkovú
plochu A
úhrnná hnacia sila
d
a1
l
a2
tf1
tf2
A=konšt.
   =konšt.
q=konšt.

Prechod tepla v ustálenom stave cez valcovú stenu
Rýchlosť prechodu tepla pre rúrku:
tf2
d1¹d2
A1¹A2
Všetky tvary pre úhrnné koeficienty   prechodu tepla  k  sú rovnocenné !

Prechod tepla  - zosilnenie prechodu tepla
Využitie: intenzívnosť práce zariadení pre výmenu tepla (chladiče, kondenzátory...)
Hnacia sila, teplovýmenná plocha  - spravidla sú dané technologickými podmienkami  a zariadením
? možnosti  zvyšovania
Spravidla môžeme zanedbať (kovová rúrka – malý odpor)
Kedy nemôžeme zanedbať?
Ak:  a1>a2    !  a2
Ak:  a1=a2    !  a1 , a2
-nízke tepelné odpory tekutín  1/a1 , 1/a2
!!! usadeniny na stenách rúrky (drsné steny, malé rýchlosti tekutiny, vyššie teploty...)
lr= 50-400 Wm-1K-1
 lus=1-5 Wm-1K-1
(liz<0.2 Wm-1K-1)

Prechod tepla  - zosilnenie prechodu tepla - REBROVANIE
a2=100 - 101 Wm-2K-1  (pre voľné a nútené prúdenie plynov)
a1=102 - 103 Wm-2K-1  (pre nútené prúdenie kvapalín)
A1
A2
Účinnosť rebrovania
Využitie: ohrev a chladenie plynov, kondenzácia pár...( kalorifery, vzdušné chladiče,...)
•Tepelný odpor plynu sa zmenšuje so vzrastajúcou  A2
•Účinnosť rebrovania – korekcia nakoľko stena rúrky s rebrami má väčší odpor ako stena bez rebier Þ
k je vždy nižšie

Prechod tepla  - tepelné izolácie
Tepelné izolátory – látky s nízkou tepelnou vodivosťou (liz<0.2 Wm-1K-1)
- hrúbka di « R, k, tepelné straty Q
Využitie:  šetrenie tepelnou energiou – zníženie tepelných strát do okolia
Rúrka
tf2
tf1
Q
Izolácia
o
Izolačné materiály a ich použitie:
penový polystyrén, plsť, korok (do 90 oC);
kremelina; šamot, sklená vata (400 až  600 oC); ; trosková vlna a azbest (do 900 oC); žiaruvzdorné
tehly (do 1600 oC);
vzduchové a evakuované medzery (s radiačnými clonami)

Prechod tepla  - tepelné izolácie (kritická a optimálna hrúbka izolácie)
di – rôzny vplyv na veľkosť odporov  (Ri a Rf2¯)
Výpočet kritickej hrúbky izolácie
di
dik
qL
Pr.1
liz=0.02 Wm-1K-1
as=101 Wm-2K-1
dik=0.004 m
Pr.2
liz=0.2 Wm-1K-1
as=101 Wm-2K-1
dik=0.04 m
? dopt

Výpočet tepelných strát v izolovanom potrubí známej hrúbky
E:\CHI I\BRNO\Obrazky CHI-1\izolácia.bmp
Výpočet qL
Neznáme : qL, as, twi
Iteračný výpočet: voľba twi,, z rovnice  (2) as, z rovnice (1) qL, z rovnice (3) nové twi
(2)
(1)
(3)