КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Критериальные уравнения конвективного теплообмена.Конвективный теплообмен (КТО) осуществляется за счет движения макроскопических частиц жидкостей или газа. КТО между движущейся жидкостью и стенкой называется теплоотдачей. Последняя имеет место практически во всех тепловых машинах. КТО всегда сопровождается теплопроводностью. В качестве основного уравнения КТО можно привести уравнение Ньютона-Рихмана: (tw –температура стенки; tf – температура среды). Коэффициент конвективной теплоотдачи: (1) Не решая системы дифференциальных уравнений (диф.уравнение теплопроводности, уравнение неразрывности потока, уравнение Навье-Стокса) можно физические величины, входящие в уравнение (1), объединить в безразмерные комплексы и получить безразмерные критериальные уравнения конвективного теплообмена с меньшим числом переменных. Если процессы КТО подобны, то должны быть инвариантны следующие комплексные величины: Критерий Рейнольдса (критерий режима движения): , где w – скорость, м/с; d – эквивалентный диаметр канала; ν – коэффициент кинематической вязкости, м2/с. Этот критерий характеризует соотношение сил инерции и вязкости и определяет гидродинамический режим движения. Критерий Эйлера (критерий падения давления): ; Δp – перепад давления, Н/м2; ρ – плотность жидкости, кг/м3. Характеризует соотношение сил давления и инерции, а также безразмерную величину падения лавления. Критерий Прандтля (критерий физических свойств жидкости): ; а – коэф-т температуропроводности, м2/с. Критерий характеризует физические свойства жидкости и способность распространения тепла в жидкости. Критерий Пекле: - является мерой отношения молекулярного и конвективного переноса тепла в потоке. Критерий Нуссельта (критерий теплоотдачи): ; α – коэф-т конвективной теплоотдачи, Вт/(м2·град); λ – коэф-т теплопроводности жидкости (газа), Вт/(м·град). Характеризует отношение между интенсивностью теплоотдачи и температурным полем в пограничном слое потока. Критерий Грасгофа (критерий подъемной силы): ; β – коэф-т объемного расширения, 1/град; Δt – разность температур в двух точках системы потока и стенки, град. Характеризует подъемную силу, возникающую в жидкости вследствие разности плотностей, а также кинематическое подобие при свободном движении жидкости. Общий вид критериального уравнения конвективного теплообмена следующий: . При вынужденном движении жидкости: ; в случае свободного движения: .
|