Основные понятия. Конвективный теплообмен – это теплообмен, связанный с движением жидкости или газа, но осуществляется за счет теплопроводности и конвекции

Конвективный теплообмен – это теплообмен, связанный с движением жидкости или газа, но осуществляется за счет теплопроводности и конвекции. Перенос теплоты конвекцией связан с перемещением молекул жидкости или газа из области с более высокой температурой в область с меньшей температурой, то есть для любого момента времени:

, (4.1)

где – плотность теплового потока; – плотность теплового потока за счет теплопроводности; – плотность теплового потока за счет конвекции.

Если поток жидкости или газа соприкасается с поверхностью тела, то говорят о конвективной теплоотдаче. При этом используют закон Ньютона – Рихмана

, (4.2)

где – количество теплоты, полученное телом площадью d S, соприкасающейся с потоком; Т _с, Т _ж – температуры поверхности тела и потока жидкости; a – коэффициент теплоотдачи.

Конвекция жидкости может быть вызвана действием либо объемных сил, например, гравитационных, электромагнитных и других, либо поверхностных сил, которые приложены к поверхности жидкости. Это могут быть силы трения, внешнего давления и т. д.

Явление конвекции сопровождается переносом массы. Введем понятие потока массы:

, (4.3)

где m – переносимая масса.

Таким образом, поток массы – это масса газа или жидкости, переносимая сквозь поверхность в единицу времени.

Удельный поток массы или плотность потока массы – это масса, переносимая за единицу времени через единицу поверхности, то есть

, (4.4)

плотность потока массы является векторной величиной и определяется в направлении нормали к выбранному элементу поверхности D S.

В теории переноса вводится понятие источников. Источники тепла могут быть различные: радиоактивные или химические реакции, джоулево тепло, выделяющееся при протекании электрического тока по проводящим средам и т. д. Мощность источника тепла – это количество тепла, выделяемого за счет каких-либо процессов в единице объема и в единицу времени. Это положительная мощность. Если мощность отрицательная, то такие источники называют стоками.

Дата добавления: 2015-05-26