Критерії подібності конвективного теплообміну

Аналіз рівнянь конвективного теплообміну дозволяє отримати наступні основні критерії або числа подібності:

- критерій Грасгофа який характеризує підйомну силу, яка виникає внаслідок різної густини теплоносія, або співвідношення між силами Архімеда і силами в’язкого тертя. Доводить подібність гідродинамічну при природній конвекції. Визначається за формулою де - коефіцієнт об’ємного розширення; ; - визначальний лінійний розмір (найбільш характерний); - коефіцієнт кінематичної в’язкості.

- критерій Рейнольдса – характеризує співвідношення між силами інерції і силами в’язкого тертя, або режим руху теплоносія при вимушеній конвекції. Визначається - де - швидкість руху теплоносія; - густина теплоносія, - коефіцієнт динамічної в’язкості. Наприклад для круглих труб при - ламінарний режим; а при - турбулентний режим.

- критерій Фур’є вводиться коли вивчається нестаціонарна тепловіддача. Визначається - - коефіцієнт температуропровідності, - час.

- критерій Пеклє – характеризує співвідношення між тепловим потоком що передається макрорухом до мікрорухів (відношення між теплопровідністю та тепловіддачею). Визначається . Коли то переважає теплопровідність.

- критерій Прандтля (Людвіг Прандтля) – характеризує вплив теплофізичних властивостей на теплообмін або визначає фізичні властивості теплоносія. Визначається ;

- критерій Нуссельта – характеризує інтенсивність конвективного теплообміну на границі теплоносія. Визначається .

Всі вирази для визначення критеріїв подібності виводяться з системи диференціальних рівнянь конвективного теплообміну.

Критерії діляться на групи:

- визначальні – про які іде мова в 3 теоремі подібності;

- визначувані – всі інші, вони залежать від визначальних. Наприклад один з них.

Параметри які входять до рівнянь критеріїв , , повинні бути задані умовами однозначності. Наприклад задається визначальна температура – при якій температурі визначаються теплофізичні властивості теплоносія. Також задається визначальний розмір.

Дата добавления: 2014-01-05