Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Конвективный теплообмен между средой и поверхностью твердого тела без изменения агрегатного состояния однородной среды (жидкости или газа) может осуществляться при свободном и вынужденном движении. Передача теплоты в направлении, перпендикулярном движению потока при ламинарном течении осуществляется только теплопроводностью, при турбулентном - конвекцией и теплопроводностью.
Для полного аналитического описания процесса конвективного теплообмена необходимо задать систему дифференциальных уравнений, выражающих законы сохранения массы (уравнение неразрывности), импульса (уравнение движения), энергии (уравнение энергии), соответствующие специальные законы переноса импульса и теплоты, в частности, закон трения Ньютона (t = m׶w/¶ n) и закон теплопроводности Фурье. Hеобходимыми являются также зависимость физических свойств теплоносителя от температуры и давления. Для решения системы дифференциальных уравнений необходимо задать условия однозначности, включающие начальные и граничные условия.
Исходные уравнения и их решение, а также результаты экспериментального изучения конвективного теплообмена принято представлять в виде зависимостей между безразмерными комплексами - критериями или числами подобия.
Hаиболее часто применяются критерии, приведенные ниже.
Число Нуссельта (безразмерный коэффициент теплоотдачи):
, | (13) | |||
где | Lо | - | определяющий размер поверхности теплообмена. | |
Число Hуссельта характеризует интенсивность теплоотдачи при конвективном теплообмене между поверхностью твердого тела и потоком среды.
Число Рейнольдса:
, | (14) | |||
где | wо | - | средняя скорость движения потока; | |
n | - | кинематическая вязкость. | ||
Число Рейнольдса характеризует соотношение между силами инерции и молекулярного трения (вязкости), которое определяет гидродинамический режим вынужденного движения потока.
Число Прандтля:
. | (15) |
Число Прандтля характеризует степень подобия температурных и скоростных полей в потоке и является физическим параметром среды.
Число Грасгофа:
, | (16) | |||
где | b | - | коэффициент объемного расширения; | |
Q | - | разность между температурами стенки и среды. | ||
Число Грасгофа характеризует соотношение между подъемной силой, возникающей в среде вследствие разности плотностей, и силой молекулярного трения.
Число Пекле:
(17) |
Число Пекле характеризует соотношение между переносом тепла конвекцией и теплопроводностью в потоке.
Дата публикования: 2015-10-09; Прочитано: 1008 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!