Указания к выполнению работы

Свободным называют движение жидкости (газ, капельная жидкость), возникающее под воздействием массовых сил. Примером такого движения может служить движение жидкости в поле сил тяжести за счет разности ее плотностей в различных точках пространства. Большое практическое значение имеет изу­чение процесса теплоотдачи горизонтальных труб[1].

Коэффициент теплоотдачи при свободном ламинарном течении жидкости около горизонтальных труб в большом объеме может быть рассчитан по следующей формуле [2]:

(32)

где ε - поправка, учитывающая переменность физических свойств жидкости (для газов ε = 1 в широком диапазоне изменения величины Gr ּ Pr).

Критерии подобия, входящие в уравнение (32) определяются следующим образом:

Нуссельт -

где - коэффициент теплоотдачи, Вт(м² ּ°С);

λ - коэффициент теплопроводности жидкости, Вт/(мּ°С);

d - диаметр трубы (для горизонтальных труб принимается за характерный линейный размер), м.

Прандтль - ,

где v - коэффициент кинематической вязкости жидкости, м /с;

- коэффициент температуропроводности, м²/с.

Грасгоф -

Где g = 9.81 м/с² - ускорение свободного падения;

β = 1/Т - коэффициент объемного расширения жидкости, 1/К;

- средний температурный напор, равный разности средних температур стенки и жидкости, °С.

Физические свойства β, λ, ν, a, и критерий Рг определяются по табл.2 Приложения при средней температуре пограничного слоя , в случае t_c = const. При t_c = var находится осредненное значение:

,

где n - число точек замера температур по поверхности тела. Средняя темпера тура жидкости вдали от поверхности нагрева (t_ж) принимается постоянной.

Экспериментальное определение коэффициента теплоотдачи при наличии температурного напора между обтекаемой поверхностью и жидкостью производится по следующей формуле:

, (33)

где q - плотность теплового потока через обтекаемую поверхность, Вт/м². Коэффициент теплоотдачи зависит от ряда факторов: температурного напора, физических свойств жидкости, формы и размеров теплоотдающей поверхности. Характерной особенностью конвективного теплообмена и, в частности процесса теплоотдачи при свободной конвекции является взаимосвязь процессов движения и теплообмена. Например, при увеличении температурного напора возрастает разность плотностей жидкости. Это приводит к росту скорости движения жидкости под действием сил тяжести, что увеличивает интенсивность конвективного теплообмена, характеризуемого коэффициентом теплоотдачи

Дата добавления: 2015-05-08