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)

Тепловое подобие


 

Математическая модель конвективной теплоотдачи включает в себя следующие уравнения:

1. Фурье-Кирхгофа;

2. Навье-Стокса;

3. Неразрывности потока;

4. Уравнение, определяющее зависимость различных параметров (ρ, μ, λ, Ср) от температуры.

Если математическая модель дополнена граничными условиями и условиями однозначности, ее можно решить, но из-за сложности можно решить только для ламинарного режима.

критерий Фурье, характеризует нестационарные процессы переноса тепла.

критерий Пекле, характеризует соотношение количества тепла, передаваемое конвекцией и теплопроводностью.

критерий Прандля, характеризует подобие теплофизических свойств среды.

Рассмотрим перенос тепла на границе раздела фаз.

– передача тепла от среды к стенке. (20)

– передача тепла через пограничный слой. (21)

При установившемся процессе количество теплоты, проходящие через пограничный слой и из ядра потока к стенке, равны. (Поэтому приравняв правые части уравнений (20, 21) и преобразовав их получим)

, преобразовав это выражение, получим

критерий Нуссельта, характеризует теплоперенос на границе раздела фаз.

Характеризует отношение количеств тепла, переносимых одновременно теплопроводностью и конвекцией к количеству тепла, переносимого только теплопроводностью.

В случаях, когда теплообмен происходит в результате естественной конвекции, обусловленной разностью плотностей жидкости в различных точках системы, процесс характеризуется критерием Архимеда,

где r и r0 – плотности холодной и нагретой жидкости.

Поскольку в тепловых процессах разность плотностей в различных точках системы обусловливается разностью температур Δt нагретой и холодной жидкости, комплекс в числе Архимеда заменяют произведением bΔt и получают критерий Грасгофа

,

где b – температурный коэффициент объемного расширения жидкости.

 

Число Грасгофа характеризует гидродинамический режим потока жидкости в условиях естественной конвекции, происходящей под влиянием разности плотностей нагретой и холодной жидкости.



Таким образом, общее критериальное уравнение конвективного теплообмена имеет вид:

Определяемым является Nu, следовательно

Но – критерий гомохромности;

L/d – геометрический симплекс;

Fr – критерий Фруда, отражающий действие сил тяжести

 

Пример: критериальное уравнение стационарного процесса и принудительного движения среды. Fo = 0, Ho = 0, Ga = 0, Fr = 0, т.к. они отвечают за естественное движение.

A, n, m – определяются экспериментально.

Пример в круглой трубе

 

Порядок расчета :

1. описывается модель переноса;

2. подбираем для данной модели критериальное уравнение (из справочника);

3. определяем Nu;

4. находим .

С помощью полученных уравнений подобия обработано большинство опытных данных по конвективному теплообмену. На основании этих данных можно определить значения коэффициентов теплоотдачи для всех основных случаев теплообмена.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Конвективный теплообмен | Теплоотдача при свободном движении жидкости

Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 1822; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


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



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2021) 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: 0.002 сек.