25. Критериальные уравнения.

Так как коэффициент теплоотдачи зависит от многих параметров, то при экспериментальном исследовании конвективного теплообмена нужно уменьшить их число, согласно теории подобия. Для этого их объединяют в меньшее число переменных, называемых числами подобия (они безразмерны). Каждое из них имеет определенный физический смысл.

Число Нуссельта Nu=α·l/λ.

α- коэффициент теплоотдачи.

λ- коэффициент теплопроводности.

Представляет собой безразмерный коэффициент теплоотдачи, характеризует теплоотдачу на границе жидкости или газа со стенкой.

Число Рейнольдса Re=Wж·l /ν.

Где Wж- скорость движения жидкости (газа). (м/с)

ν- кинематическая вязкости жидкости.

Определяет характер потока.

Число Прандтля Pr=c·ρν/λ .

Где с - теплоемкость.

ρ – плотность жидкости или газа.

Состоит из величин, характеризующих теплофизические свойства вещества, и по существу само является теплофизической константой вещества.

Число Грасгофа

g=9,81 м/с2.

β- коэффициент объемного расширения жидкости или газа.

Характеризует отношение подъемной силы, возникающей вследствие теплового расширения жидкости, к силам вязкости.

26. Лучистый теплообмен.

Тепловое излучение – есть результат превращения внутренней энергии тел в энергию электромагнитных колебаний. Тепловое излучение как процесс распространения электромагнитных волн характеризуется длиной волны λ и частотой колебаний:

ν=с/λ,

Тело, поглощающее все падающие на него излучения, называется абсолютно черным, для него А=1.

Тела для которых А<1 и зависит от длины волны падающего излучения называется серыми. Для абсолютно белого тела R=1,для прозрачного D=1.

Как абсолютно черного тела так и абсолютно белого тела не существуют, тепловые лучи поглощаются телом и преобразуются в энергию движения атомов и молекул, что вызывает повышение температуры тела. Интенсивность излучения возрастает с повышением температуры излучающих тел.

Твердые тела и жидкостные тела излучают электромагнитные волны основного спектра (0;∞). Нагретые газы излучают только в определенном интервале длины волн. Суммарный процесс взаимного испускания, поглощения, отражения и пропускания энергии излучения в системах тел, называется лучистым теплообменом.

Поверхностная плотность потока интегрального излучения абсолютно черного тела, в зависимости от его температуры, описывается законом Стефана-Больцмана.

E₀ = σ₀ ∙ T⁴,

где σ0=5,67 ∙ 10^-8 - постоянная Стефана- Больцмана.

Для технических расчетов закон Стефана- Больцмана записывают в виде:

,где