Конвективный теплообмен. Закон Ньютона. Факторы, влияющие на интенсивность теплоотдачи. Тепловой пограничный слой. Критерий Нуссельта.
Называется процесс переноса тепла за счет перемещения макро- и микро вязких сред, участвующих в процессе. Данный способ переноса тепла имеет место в подвижных средах. При нагреве подвижной среды при изменении температуры и плотности, более тяжелые слои будут вытеснять более легкие слои.
Процесс естественной конвекции. Тепломожет переноситься при вынужденном движении среды при помощи насосов.
Процесс вынужденной конвекции. Кол-во переносимого тепла за счет конвекции определятся из уравнения конвективного теплопереноса Ньютона-Рихмана: dQ=αFΔT, α-коэф. теплоотдачи; F-площадь передающей поверхности; ΔT-движущая сила разность температур.
α в зависит от скорости жидкости, ее плотности и вязкости, теплоемкости, теплопроводности жидкости, диаметр и длина трубы и шероховатости: α= f(c; ρ; μ; λ; υ; d; L; ε) всегда принято определять через критерий Нуссельта. Nu = 
, где α-коэф теплоотдачи; d-эквивалентный диаметр; λ-коэф теплопроводности среды в которой протекает процесс. Он характеризует интенсивность процесса конвекции теплопередачи по отношению к процессу теплопроводности. Он показывает во сколько раз кол-во переносимого тепла больше кол-ва тепла, переносимого за счет чистой теплопроводности.
Nu=φ(Re; Pr; Gr;…) – критерии определяющие определяемый критерий Нуссельта.
Подобное преобразование дифференциального уравнения конвективного теплообмена. Критерии теплового подобия. Критериальные уравнения конвективного теплообмена.
|
|
|
Данное уравнение представляет собой дифференциальное уравнение конвективного теплообмена, которое также называется уравнением Фурье-Кирхгофа. Это уравнение выражает в наиболее общем виде распределение температур в движущейся жидкости. Для твердых тел ωx = ωy = ωz = 0 и уравнение превращается в дифференциальное уравнение теплопроводности.
Из уравнения Фурье-Кирхгофа следует, что температурное поле в движущейся жидкости является функцией различных переменных, в том числе скорости и плотности жидкости. Для практического использования уравнение представляют в виде функции от критериев подобия.
Критерий Нуссельта характеризует подобие процессов теплопереноса на границе между стенкой и потоком жидкости. Nu является мерой соотношения толщины пограничного слоя δ и определяющего геометрического размера (d). Nu = 
Критерий Пекле является мерой соотношения между теплом, переносимым путем конвекции и путем теплопроводности при конвективном теплообмене. 
Критерий Прандтля характеризует подобие физических св-в теплоносителей в процессе конвективного теплообмена и является мерой подобия полей температур и скоростей. 
|
|
|
Критерий Грасгофа можно рассматривать как меру отношения сил трения к подъемной силе, определяемой разностью плотностей в различных точках неизотермического потока. 
, где β-коэф объемного расширения жидкости, Δt-разность температур между стенкой и жидкостью, d- диаметр.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 571; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!