 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Критериальные уравнения конвективного теплообмена
В соответствии с третьей теоремой подобия результаты экспериментального исследования любых физических явлений представляются в форме функции (4.32). Применительно к конвективному теплообмену с использованием зависимости (4.1) она имеет вид:
(4.33)
(4.34)
Такая форма записи представляет собой критериальные уравнения конвек-тивного теплообмена в общем виде.
Комплексы подобия этих уравнений можно рассматривать как новые переменные, число которых значительно меньше, чем в выражении (4.2).
Конкретная зависимость между критериями обычно устанавливается в виде степенной функции экспериментальным путем:
, (4.35)
где С, n, m, k, d, f, v - постоянные, определяемые по экспериментальным данным.
Выбор степенной функции объясняется в основном двумя причинами: во-первых, это одна из наиболее простых зависимостей и во-вторых, степенные функции – гибкие функции. Так ими можно описать практически любую экспериментальную кривую (в области исследования теплоотдачи) путем соответствующего подбора чисел С, n, m, k, d, f, v.
Применительно к отдельным задачам это уравнение упрощается.
С учетом преобразований, получим для вынужденной конвекции:
, (4.36)
где С, n, m - постоянные, определяемые по экспериментальным данным; отношение (Prс / Prж)0,25 учитывает влияние направления теплового потока на величину коэффициента теплоотдачи.
Для свободной конвекции
. (4.37)
В процессе теплоотдачи от газов одинаковой атомности выпадает критерий Прандтля (Pr). Значение его зависит только от атомности газа и не зависит от температуры. Вследствие этого, критериальные уравнения значительно упрощаются:
- для случая свободной конвекции; (4.38)
- для случая вынужденной конвекции. (4.39)
Для упрощения определения постоянных С и n критериального уравнения, представленного в виде степенной функции 
, строится график этой функции в логарифмической анаморфозе, представляющей собой уравнение прямой линии:
(4.40)
где n = tgj - угловой коэффициент;
j - угол наклона прямой к оси абсцисс (рис. 4.1).
При этом постоянная С определятся как отношение
(4.41)
которому должна удовлетворять любая точка опытов, расположенная на прямой линии.
Если экспериментальные точки в логарифмических координатах образуют кривую линию, тогда весь диапазон изменения аргумента (определяющего критерия) разбивается на участки так, чтобы в пределах каждого из них кривую без особой погрешности можно было заменить прямой. Значения С и n определяют в этом случае аналогично предыдущему на каждом участке, и к критериальной формуле прилагается таблица их значений для различных диапазонов изменения аргумента (Re или Gr).
 |
Рис. 4.1
Согласно третьей теореме, результаты единичных опытов, обработанные и представленные в критериальной форме, могут быть распространены на все явления, подобные исследованному. Однако, это распространение справедливо лишь в тех пределах изменения аргументов (Re, Gr, …), которые проверены в опытах. Применение их для других значений критериев (экстраполяция формул) может привести к грубым ошибкам.
Поиск по сайту: