Конвективный теплообмен

Конвективный теплообмен описывает перенос теплоты между поверхностью твердого тела жидкостью или наоборот. При этом теплота одновременно переносится теплопроводностью и конвекцией.

Различают теплообмен при естественной (свободной) и вынужденной конвекции. Свободная - возникает под действием разности плотностей нагретых и холодных объемов жидкости. Имеет место в случае, когда теплообменная поверхность погружена в жидкость (газ). Вынужденная возникает под действием сил вызывающих направленное движение жидкости (насос, вентилятор, компрессор). Конвективный теплообмен описывается уравнением Ньютона – Рихмана:

- коэффициент теплоотдачи;

- площадь поверхности теплообмена;

- температура стенки и жидкости.

Количество теплоты, переносимое через единицу изотермической поверхности за единицу времени при разности температур между стенкой и жидкостью в один градус называется коэффициентом теплоотдачи.

Если определяется для всей поверхности, то его называют средним, если для элемента поверхности, то локальным.

Величина определяется: скоростью движения жидкости, режимом движения, физическими свойствами жидкости, расположением поверхности в пространстве, состоянием поверхности, разностью температур и другими факторами. Со стороны «горячей» жидкости обычно обозначают , со стороны «холодной» .

Основные критерии теплообмена:

1 – число Нуссельта ;

2 – число Рейнольда ;

3 – число Грасгофа ;

4 – число Прандтля ;

5 – число Пекле ;

Уравнение вида называют критериальным уравнением: - постоянный коэффициент; - показатель степени. Различают такие виды конвективного теплообмена: при естественной конвекции; при вынужденной конвекции в трубах и каналах; при поперечном обтекании труб; при кипении; при конденсации.

Дата добавления: 2014-01-07