Свободная конвекция в большом объеме

ТЕПЛООТДАЧА ПРИ СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ

Лекция №15

Свободная конвекция — движение среды, возникающее в гравитационном поле вследствие неоднородного распределения плотности, вызванного в однофазной среде наличием температурного градиента. При этом движение в пограничном слое может быть ламинарным и турбулентным. Поля скорости и температуры существенно зависят другот друга.

Теплоотдача при ламинарном режиме для вертикальных труб и пластин определяется по формуле

. (166)

Определяющий размер — высота Н поверхности теплообмена. Определяющая температура — температура жидкости вдали от тела (кроме , который определяется по температуре стенки).

При значениях на вертикальных поверхностях образуется на начальном участке ламинарный пограничный слой, который затем переходит в турбулентный. Границей между этими слоями служит сечение на высоте , значение которой определяется в формулы

. (167)

Тогда теплоотдача на ламинарном участке до высоты рассчитывается по формуле (166), а на турбулентном участке высотой (где H — полная длина трубы или высота пластины) определяется по формуле

. (168)

Средний по высоте коэффициент теплоотдачи при наличии ламинарного и турбулентного участков пограничного слоя на вертикальной поверхности

, (169) где и —средние коэффициенты теплоотдачи на ламинарном и турбулентном участках пограничного слоя.

Для горизонтальной трубы с наружным диаметром :

при

; (170)

при

. (171)

Определяющий размер — , определяющая температура .

Теплоотдача горизонтальной пластины с теплоотдающей поверхностью, обращенной вверх или вниз, рассчитывается по формуле (166), причем во втором случае полученный коэффициент теплоотдачи следует уменьшить в 2 раза. За определяющий размер принимается меньшая сторона пластины.

Теплоотдача от тонких нагретых проволочек диаметром 0,2—2 мм при (пленочный режим)

, (172)

откуда .

Если , то используется формула (170). Теплоотдача жидких металлов и сплавов

. (173)

Определяющая температура ;определяющий раз­мер для горизонтальной трубы — наружный диаметр, для вертикаль­ной поверхности —высота; .

Если , то С = 0,52, n = 0,25; если , то С=

=0,105, n=1/3.

Коэффициент объемного расширения приближенно определяется

Выражением

.

Дата добавления: 2014-11-08