1.5. БАЛАНСНЫЕ УРАВНЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА
Как уже было сказано, в действительных процессах все три способа теплообмена — теплопроводность, конвекция и излучение сопутствуют друг другу, т. е. имеет место сложный теплообмен. Если ведется расчет теплообмена между потоком жидкости (газа) и некоторым телом, т. е. вычисляется теплоотдачи к. поверхности этого тела, исходной расчетной формулой является выражение
или
(1.5.2)
Здесь Q — тепловой поток в единицу времени, а индексы «к» и «р» обозначают теплоотдачу конвекцией и излучением.
При расчетах теплопередачи от одной жидкой среды к другой (например, от пара к воде в трубах конденсатора) вместо коэффициента теплоотдачи вводится коэффициент теплопередачи. При этом входящие в выражение для k значения коэффициента теплоотдачи слагаются из коэффициентов теплоотдачи конвекцией и излучением, т. е. расчетный коэффициент теплоотдачи
(1.5.3)
Практически излучение учитывают только при теплообмене с газовой средой, так как капельные жидкости в большинстве тепловых расчетов можно считать непрозрачными для теплового излучения. Методы вычисления коэффициентов теплоотдачи в различных условиях рассмотрены в последующих главах. Однако при переходе от частных способов теплоотдачи к сложному теплообмену возникают качественно новые особенности, существенно усложняющие задачу.
Основным вопросом в этом случае является выяснение того, что следует понимать в выражении (1.3.2) под разностью температур сред, так как эти температуры меняются вдоль течения вследствие самого процесса теплопередачи (греющая среда охлаждается, нагреваемая среда повышает свою температуру). Очевидно, в таком случае уравнение (1.3.2) следует писать в интегральной форме и совмещать с уравнением теплового баланса системы:
(1.5.4)
Во многих случаях оказывается возможным считать коэффициент теплопередачи k постоянным по всей поверхности нагрева, т. е. вводить некоторым образом усредненное значение этой величины. В таком случае уравнение (1.5.4) принимает вид
(1.5.5)
где
(1.5.6)
Величина 
называется средней разностью температур или средним температурным напором. Знак осреднения k в уравнении (1.5.5) опущен. Совмещая (1.5.5) с уравнением теплового баланса для стационарной теплопередачи, получаем систему уравнений
(1.5.7)
Здесь 
— удельные теплоемкости греющей и нагреваемой сред при постоянном давлении, 
— массовые расходы сред, 
— температура греющей среды на входе и выходе, К; 
— температура нагреваемой среды на входе и выходе, К.
Коэффициент теплопередачи k в этом случае обычно вычисляют по значениям», отнесенным к температурам сред, осредненным по ходу течения. Как явствует из предыдущих разделов, допущение о постоянстве k по всей поверхностнее теплообмена, вообще говоря, весьма условно, и в некоторых случаях такое упрощение задачи оказывается невозможным (например, в случае изменения 
по длине трубы при конвекции). При этом производят расчеты, разбивая поверхность теплообмена на отдельные участки, в пределах которых коэффициент теплопередачи можно считать постоянным с достаточной для данного расчета степенью точности.
