Конвективный теплообмен — обмен теплотой между частями жидкости (газа), имеющими разную температуру или между жидкостью (газом) и твердым телом. В теплоносителе с неоднородным полем температур при вынужденном или естественном перемещении макроскопических элементов наряду с конвекцией происходит процесс переноса тепла теплопроводностью. Совместный процесс конвекции и теплопроводности называют конвективным теплообменом. Естественная конвекция теплоносителем и обтекаемой им поверхностью называют теплоотдачей.
Как рассчитать коэффициент теплоотдачи тепла
Это физическая величина, которая характеризует интенсивность теплоотдачи при известном изменении температуры.
Коэффициент часто используют в гидроаэродинамике, когда исследуют конвективный теплообмен. Часто ее обозначают буквойα. Коэффициентαравен:
α = q/∆T
где q — плотность теплового потока, ∆T — температурный напор. Величина q — это количество теплоты, которое передается через единичную площадь поверхности тела в единицу времени. ∆Tнаходят как модуль разности температур жидкости и поверхности тела. Иногда температурный напор находят, например, в случае обтекания тела потоком сжимаемой жидкостью, ∆T считают равным модулю разности температуры жидкости далеко от тела и температурой поверхности тела, которая была бы в отсутствии теплообмена.
Коэффициент теплоотдачи зависит от скорости потока носителя тепла, вида течения, какова геометрия поверхности твердого тела и т.д. Это сложная величина и ее невозможно определить общей формулой. Обычно показатель находят экспериментально.
Дифференциальное уравнение показывает связь между коэффициентом теплоотдачи и полем температур среды (жидкости или газа):
α=-(ϰ/∆T)(∂T/∂n)n=0
где ∆T - Tsr - Tpov (∂T/∂n) – градиент температуры, индекс n=0 значит то, что градиент берут на стенке. Tsr – температура вещества (жидкости, газа), Тpov – температура поверхности тела.
Коэффициент теплопередачичерез плоскую стенку связан с коэффициентами теплоотдачи выражением:
k=1/(1/α1+d/ϰ+1/α2)
где α1- коэффициент теплоотдачи от среды к стенке, α2- коэффициент теплоотдачи от стенки ко второй среде, d – толщина стенки, ϰ – коэффициент теплопроводности стенки.
Основной единицей измерения коэффициента теплоотдачи теплоносителя в системе СИ является: α – Вт/(м2×К)
Как зависит теплоотдача радиатора от температуры теплоносителя
Паспортная тепловая мощность одной секции радиатора рассчитана для стандартных значений температуры теплоносителя на входе (90°С) и выходе (70°С) прибора отопления. Эти условия относятся к централизованным сетям теплоснабжения. В автономных системах отопления частных домов температурный перепад может быть иным. В этом случае теплоотдача 1 секции может существенно отличаться от значений, заявленных производителем. Зависимость теплоотдачи от температуры теплоносителя находится в прямой пропорциональной зависимости от его температуры в подающем патрубке.Чем она больше, тем больше теплоотдача батареи и наоборот, чем меньше нагрев теплоносителя, тем меньше становится тепловая мощность радиатора.
Чтобы исключить неожиданные скачки температурного режима, применяют терморегуляторы, которые врезают в трубопровод на входе в радиатор. Термоголовки бывают ручной регулировки, полуавтоматические и автоматические, управляемые в онлайн режиме.
Кроме теплоотдачи теплоносителя, нужно учитывать другие важные параметры:
- Рабочее и максимальное давление,
- Количество вмещаемого теплоносителя,
- Массу радиатора
Компания Savia выпускает теплоносители на основе этиленгликоля и пропиленгликолевые теплоносители пригодные для отопительных систем работающих в различных промышленных и бытовых сферах.
Ограничение по рабочему давлению определяет, можно ли устанавливать отопительный прибор в многоэтажных зданиях, где высота подъема теплоносителя может достигать сотни метров. Этот параметр не играет роли для частных домов, где давление в системе невысокое, максимум 3 Бар. Сравнение по вместительности может дать представление о количестве теплоносителя в сети, которое нужно будет нагреть. Масса изделия важна при выборе места установки и крепления батареи.