Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Определение коэффициента теплоотдачи при охлаждении заготовки




И определение рабочей точки

 

Координаты точек пересечения Р.Т. (Р.Т.1) характеристики сети РV = f (V) (Р/V = f (V)) и аэродинамической характеристики вентилятора характеризуют объемный расход вентилятора () и полное давление (), обеспечиваемые вентилятором при работе совместно с данной сетью.

 

При расчете процесса конвективного теплообмена важное место занимает определение коэффициента теплоотдачи.

Сложность определения коэффициента теплоотдачи заключается в том, что он зависит от многочисленных факторов, а именно:

· природы возникновения движения;

· режима движения;

· физических свойств потока;

· форма и размеры теплоотдающей по­верхности.

По природе возникновения движения различают сво­бодное движение (естественная конвекция), возникающее под влиянием разности плотностей нагретой и холодной жидкости или газа, обусловленной разностью их тем­ператур и вынужден­ное, возникающее в результате действия како­го-либо внешнего возбудителя (ветра, вентилятора, насоса, воз­духодувной машины и т.д.).

При движении жидкости или газа различают два режима:ламинарный, характеризующийся упорядоченным спокойным, слоистым движением потока без пульсаций давления и скорости, и турбулентный, представляющий собой хаотичное движение потока, сопровождающееся пульсациями давления и скорости.

На величину коэффициента теплоотдачи существенное влияние оказывают следующие физические свойства потока: коэффициент теплопроводности l, теплоемкость ср, плотность r, комплекс трех вышеперечисленных величин, который называется коэффициентом температуропроводности а, а также коэффициент динамической вязкости m.

Каждая поверхность создает специфические условия движения и теплообмена, поэтому форма и размеры тела, а именно они образуют ту или иную поверхность, существенно влия­ют на теплоотдачу.

Значение коэффициента теплоотдачи может быть определено аналитическим или лабораторным методом.

При аналитическом методе процесс теплоотдачи опи­сывается системой дифференциальных уравнений. Такими уравнениями для процесса теплоотдачи являются уравнение теплообмена, теплопроводности, движения и неразрывности потока. Совместное решение системы дифференциальных уравнений связано с определенными трудностями.

При лабораторном методе изготовляют экспериментальную установку, включающую оборудование для создания движения жидкости или газа, объект теплоотдачи, желательно в натуральную величину, и измерительные приборы. Лабораторный метод определения коэффициента теплоотдачи нередко связан со значительными временными и материальными затратами.

Наиболее простым способом определения коэффициента теплоотдачи является его расчет по критериальным уравнениям, которые в свою очередь являются обобщением большого числа опытных данных и решением интерполяционной задачи планирования эксперимента.

Значение критерия Нуссельта (безразмерного коэффициента теплоотдачи) определяют по уравнению

,

где a - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2×К; l - характерный линейный (опреде­ляющий) размер, м; l - коэффициент теплопроводности, Вт/м×К.

Значение критерия Нуссельта при поперечном обтекании воздухом цилиндрической заготовки (рис. 12) может быть рассчитано по следующим критериальным уравнениям.

Если

,

то

.

Если

,

то

,

где Re В – значение критерия Рейнольдса для обтекающего заготовку воздуха; Рr В и Рr З – значение критерия Прандтля для обтекающего заготовку воздуха и заготовки, соответственно.

 

 

Рис. 12 – Схема обтекания воздухом цилиндрической заготовки

 

Значение критерия Прандтля может быть рассчитано по формуле

,

где n - коэффициент кинематической вязкости воздуха при заданной температуре, м2/с; а - коэффициент температуропроводности, м2/с.

Коэффициент температуропроводности определяется выражением

,

где l - коэффициент теплопроводности, Вт/м×К; ср – изобарная теплоемкость, Дж/кг×К; r - плотность, кг/м3.

Определив по критериальному уравнению значение критерия Нуссельта, можно рассчитать коэффициент теплоотдачи по формуле

.

При определении коэффициента теплоотдачи a в качестве определяющего размера следует принимать диаметр заготовки d.

Значение критерия Нуссельта при поперечном обтекании воздухом заготовки в форме прямоугольного параллелепипеда (рис. 13) может быть рассчитано по следующим критериальным уравнениям.

Если

,

то

.

Если

,

то

.

 

Рис. 13 – Схема обтекания воздухом заготовки




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-26; Просмотров: 1023; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.