|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Теоретические сведения. Основной задачей теории конвективного теплообмена является определение коэффициента теплоотдачиОсновной задачей теории конвективного теплообмена является определение коэффициента теплоотдачи. Величина теплового потока при конвективном теплообмене определяется формулой Ньютона: Q к = a·D t · А,(1.1) где Q к – конвективная составляющая теплового потока, Вт; a – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2×К); А - площадь теплоотдающей поверхности, м2; D t = t ст– t cр– температурный напор, °С; t ст – средняя температура поверхности тела, °С; t ср – температура теплоносителя (окружающей среды), °С. Теория конвективного теплообмена позволяет определить коэффициенты теплоотдачи для подобных случаев теплообмена путем обобщения экспериментальных данных. Для этого применяются критериальные числа подобия: · критерий Нуссельта, характеризующий интенсивность конвективного теплообмена , (1.2) где l – коэффициент теплопроводности окружающей среды, Вт/(м×К); d – характерный геометрический размер теплоотдающей поверхности, · критерий Грасгофа, характеризующий интенсивность и режим свободного движения , (1.3) где g – ускорение свободного падения, м/с2; b – коэффициент объемного расширения, который для газов может быть определен из закона Гей–Люссака в виде b = 1 /(t cр+273),K -1; n – кинематическая вязкость окружающей среды, м2/с; · критерий Прандтля, характеризующий соотношение механических (вязкостных) и тепловых свойства теплоносителя Pr = n / а, (1.4) где а – коэффициент температуропроводности окружающей среды, м2/с. Применение теории подобия позволяет обобщить результаты экспериментальных исследований теплоотдачи в виде критериальных уравнений для (1.5) Эмпирические коэффициенты c и n, входящие в уравнение (5), определяются путем статистической обработки многочисленных экспериментальных данных. Для теплоотдачи с поверхности горизонтальной трубы при свободной конвекции в диапазоне величин 5×102 < Gr×Pr < 2×107 эти коэффициенты имеют постоянные значения: c = 0,5; n = 0,25, а критериальное уравнение теплоотдачи принимает следующий вид: . (1.6) Опыт показывает, что при температурном перепаде ³ 1°С для горизонтальных труб и цилиндров уже выполняется условие 5×102 < Gr×Pr, поэтому режим обтекания воздухом нагретой трубы всегда турбулентный и при расчетах нужно использовать уравнение (1.6). Для вертикальных труб за характерный геометрический размер принимается высота трубы, а вид критериального уравнения определяется интенсивностью свободного движения: – ламинарный режим (10 3 < Gr× Pr < 10 9), c = 0,76; n = 0,25; ; (1.7) – турбулентный режим (Gr× Pr > 10 9) c = 0,15; n = 0,33; (1.8) Для данной лабораторной установки смена режимов обтекания трубы воздухом, при её вертикальном расположении происходит при мощности нагревателя ~10¸12 Вт, что соответствует температурному перепаду ~15¸20 °С. Практическое использование эмпирических уравнений подобия заключается в нахождении коэффициентов теплоотдачи по значению Nu, вычисленному из критериального уравнения для данного класса явлений. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.) |