Теоретическая часть работы

Определение коэффициента

Теплоотдачи при естественной

Конвекции

Симферополь 2002

Определение коэффициента теплоотдачи при

естественной конвекции.

Теоретическая часть работы

Процесс передачи тепла от одного тела к другому может осуществляться путем излучения, конвекции или теплопроводности. При распространении тепла в жидкой и газообразной средах (при не слишком высоких температурах) основную роль играет конвекция, так как теплопроводность большинства жидкостей (исключение составляют жидкие металлы) и газов мала.

Количество тепла, передаваемого конвекцией с единицы поверхности тела, нагретого до температуры T ₁, в единицу времени окружающей среде температуры T ₂, можно выразить в виде

Коэффициент называется коэффициентом теплоотдачи. Он является сложной функцией параметров среды (ее вязкости, плотности, теплоемкости и т.д.), формы тела и, вообще говоря, функцией температуры.

Количество тепла Q_L, излучаемое нагретым телом до температуры T₁ телом с единицы поверхности в единицу времени, определяется по закону Стефана-Больцмана

Здесь - универсальная постоянная (константа излучения), равная 5,6*10^-8 Дж/(м² *К⁴), а A – коэффициент, характеризующий поглощательную способность тела. Максимальной излучательной способностью обладает так называемое абсолютно черное тело, которое поглощает все падающие на него лучи. Для абсолютно черного тела А=1. Для всех прочих тел А<1. При теплообмене каждое тело не только излучает, но и поглощает излучение окружающих тел. При условии, что поверхность S₁ тела с температурой T₁ значительно меньше поверхности S₂ с температурой T₂ (при T₁> T₂, S₁<< S₂), имеем

где А – коэффициент, характеризующий поглощательную способность тела с температурой T₁.

Если учесть возможность теплообмена как конвекцией, так и излучением, то для полного количества тепла, теряемого телом, получим

,

где - коэффициент теплоотдачи излучением, - суммарный коэффициент теплоотдачи.

Написанные в таком виде соотношения справедливы для установившегося процесса, то есть когда температуры Т₁ и Т₂ поддерживаются постоянными.

Целью настоящей задачи является экспериментальное определение коэффициентов теплоотдачи и и установление зависимости коэффициента теплоотдачи от разности температур Т₁ - Т₂.