Определяющий размер и определяющая температура

В числа подобия входит определяющий (или характерный) размер. Теория подобия не определяет однозначно, какой размер должен быть принят за определяющий. Обычно за определяющий принимают тот размер, который в большей степени отвечает физическому существу процесса. При движении жидкости по трубам круглого сечения таким опре­деляющим линейным размером является внутренний диаметр трубы. Тог­да числа подобия запишутся так:

, ,

Для каналов некруглого сечения вместо диаметра берется так назы­ваемый эквивалентный диаметр:

F - площадь поперечного сечения канала;

П - полный (смоченный) периметр сечения независимо от того, какая часть этого периметра участвует в теплообмене.

При поперечном обтекании трубы или пучка труб за определяющий берется наружный диаметр трубы. При обтекании плиты ее дли­на по направлению потока и т.д.

В числа подобия входят физические параметры жидкости, которые зависят от температуры. В процессе теплообмена температура жидкос­ти меняется следовательно, меняются и значения ее физических пара­метров. Поэтому важным является также вопрос выбора так называемой определяющей температуры, по которой определяются значения физичес­ких параметров, входящих в числа подобия. Экспериментальные и тео­ретические работы показывают, что нет такой универсальной определя­ющей температуры, в результате выбора которой автоматически учиты­валась бы зависимость теплоотдачи в связи с изменением физических параметров. Поэтому в настоящее время преобладает точка зрения, в соответствии с которой за определяющую следует принимать такую температуру, которая в технических расчетах бывает задана или легко может быть вычислена.

В соответствии с этим при вынужденном движений жидкости в трубах и каналах, а также при вынужденном продольном и поперечном омывании пучков труб в качестве определяющей целесообразно прини­мать среднюю температуру потока жидкости.

При внешнем поперечном или продольном обтекании одиночной трубы, а также при движении жидкости вдоль плиты, в качестве опре­деляющей следует брать температуру набегающего потока. При свободном движении жидкости - температуру окружающей среды вдали от по­верхности теплообмена. При кипении жидкости и при конденсации па­ра за определяющую температуру естественно принять температуру насыщения.

При таком выборе определяющей температуры влияние резкого из­менения значений физических параметров, в прилегающем к стенке пограничном слое, учитывается рассмотренным нами ранее сомножителем (P_rж/P_rст)^0.25

Следует помнить, что все числа подобия, входящие в уравнение подобия, должны быть взяты при одной определяющей температуре. Ис­ключение составляет указанный выше сомножитель.