![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Условия теплового подобия.
Тепловое подобие заключается в подобии температурных полей и тепловых потоков. При этом это полагается предварительное обязательное геометрическое и гидромеханическое подобия. Для ввода критериальных чисел теплового подобия воспользуемся уравнением теплообмена и энергии. Для простоты уравнения энергии рассмотрим для одномерного нестационарного случая (сокращение записи). Пусть имеем две подобные системы. Запишем для них уравнение теплообмена и энергии: 1-ая система2-ая система
Так как процессы подобны, то для них отношения сходства величин постоянны и равны соответствующим константам подобия
Выразим, как и в случае вывода чисел гидромеханического подобия, все переменные в уравнении (2) через переменные уравнений (1) с помощью соотношений (*). Я буду выражать и сразу группировать, что бы было меньше писанины.
Мы видим, что уравнение (1) и (3) состоит из одинаковых переменных. Которые должны из них определяться одинаково. Поэтому в уравнениях (3) должны сокращаться безразмерные комплексы состоящие из констант подобия.
Итак мы получим соотношения между константами теплового подобия. Рассматривая эти комплексы попарно можно получить числа теплового подобия. Из условия:
F0 – число Фурье – оно характеризует не стационарность тепловых процессов и выражает соотношение между скоростью изменения температурного поля, размерами и физическими свойствами тела. Чем выше F0 – тем скорее греется тело. Из условия:
Pe – число Пекле – оно характеризует соотношение между переносом теплоты конвекцией Если в изучаемых системах температурное поле подобны, то для них Из условия:
Nu – число Нуссельта – оно характеризует интенсивность теплообмена на границе раздела жидкости и твердого тела, т. е. интенсивность теплоотдачи. Это безразмерный коэффициент теплоотдачи. Число Нуссельта является определяемым, т.к. в его состав входит искомый коэффициент теплоотдачи “ Теперь мы можем сформулировать и условия теплового подобия. При тепловом подобии систем в любых сходственных точках и сходственные моменты времени числа подобия Fo, Pe и Nu должны иметь одинаковые значения: Nu=f(F0;Pe) Введем еще одно важное число подобия. Если мы с вами посмотрим на числа
Pr – число Прандтля – оно состоит только из физических свойств жидкости и само является физическим свойством. Зависит только от рода жидкости и её состояния. Оно представляет собой соотношение между гидродинамическим и тепловым пограничными слоями. Для идеальных газов Pr – от 0,66 – 1 не зависит от температуры и давления. Для жидкостей Pr больше 1 и является функцией температуры. Для жидких металлов Pr много меньше 1.
|