Теплоотдача в ограниченном объеме.

Рассчитывается по уравнению:

Определяющий размер – ширина зазора.

Если условие GrPr  1000 не выполняется, то нужно использовать уравнения теплопроводности.

Конвекция отсутствует, если в щелях нагретая поверхность располагается сверху.

Теплообмен при вынужденной конвекции.

Расчет теплоотдачи проводится по тому же уравнению Ньютона-Рихмана.

Особенности теплоотдачи.

При движении жидкости около поверхности пластины образуется гидродинамический пограничный слой. На начальном участке пограничный слой очень тонкий и течение ламинарное. Струйки жидкости движутся параллельно, не перемешиваясь. На некотором расстоянии х_кр ламинарное течение становится неустойчивым, в пограничном слое начинают появляться вихри, эту часть называют переходной зоной. Постепенно турбулентный режим распространяется на всю величину пограничного гидродинамического слоя, остается лишь тонкий ламинарный подслой.

Аналогично осуществляется и тепловое взаимодействие потока с пластиной.

Для расчета локальной теплоотдачи в безразмерном расстоянии х=х/L, используют уравнение:

Расчет теплоотдачи в пучках труб производится по аналогичным критериальным уравнениям с введением поправочных коэффициентов, которые учитывают влияние поперечного и продольного шагов в пучках. При одинаковых условиях теплопотребления шахматных пучков больше, чем у координатных из-за большей турбулизации.

Теплообмен излучением.

Законы излучения твердых тел.

1. Закон Планка – устанавливает зависимость между излучательной способностью абсолютно черного тела, длиной волны и температурой.

2. Закон смещения Вина. С повышением температуры максимум изотермы смещается в сторону коротких длин волн.

3. Закон Стефана-Больцмана:

где

 - степень черноты тела.

4. Закон Кирхгофа – устанавливает зависимость между излучательной и поглощательной способностью твердого тела:

Излучение газов.

Газы, так же как и твердые тела, излучают в окружающее пространство, но при этом их излучение имеет ряд особенностей:

Одно и двух атомные газы практически не излучают и не поглощают лучистую энергию. Газы, имеющие в молекуле три и более атомов, энергию и излучают и поглощают.
Если спектр излучения твердого тела является сплошным, то спектр излучения газов состоит из отдельных полос, т.е. газы излучают и поглощают лучистую энергию только определенных длин волн.

Излучают и поглощают энергию в следующих пределах длин волн:

СО₂	Н₂О
2,36  3,02 мкм	2,24  3,27 мкм
4,01  4,80 мкм	4,80  8,50 мкм
12,50  16,50 мкм	12,00  25,00 мкм

Если твердые тела излучают и поглощают энергию в поверхностном слое, то газы излучают и поглощают энергию всем объемом. Излучательная способность газов Е=f(T, Pl) является функцией абсолютной температуры Т, длины пути луча l и пропорционального давления Р.

Pl – сила поглощения.

Излучательная способность газов не пропорциональна (Т/100)⁴, но её принимают пропорциональной (Т/100)⁴ с поправочным коэффициентом.

Теплообмен между газом и оболочкой окружающей этот газ описывается уравнением типа Стефана-Больцмана:

где