26. З.Ньтона-Рихмана. Формулы и физ. Смысл основных чисел подобия.

Закон: Тепловой поток Q в процессе теплообмена пропорционален площади поверхности теплообмена F и разности температур поверхности tc и жидкости tж: Q=αF(tc-tж), Вт. Альфа-коэффициент теплоотдачи,Вт/м²К-харак. интенсивность процесса теплообмена,зависит от физ.свойст и характера движения. Альфа показывает какое количество теплоты передается от горячего теплоносителя к холодному через 1 кв.метр поверхности при средней разности t в 1 градус за 1с.α=Q/FΔtτ; (Дж/м^2*с*град),(Вт/м2*град)

Числа подобия. Re представляет собой безразмерную скорость потока, харак.гидродинам.режим потока. Re выражает отношение сил инерции(скоростного напора) к силам вязкого трения Re=w*l/ν, w – скорость движения жидкости,м/с,l определяющий размер,м,нью-коэф кинематической вязкости.Число Прандтля Pr=нью/а=с*ρ*ν/λ, а-коэф температуропроводности,м²/с, Pr состоит из величин,характеризиующих теплофизические свойства вещества и является теплофизической константой вещества(в справочниках). Число Грасгофа Gr=(g*β*Δt*l³)/ν².β=1/T – коэфиициент объемного расширения, 1/К.Δt=tc-tж-разность температур. Gr характеризует подъемную силу возникающую в жидкости вследствие разности плотностей. Этот критерий показывает влияние естественной конвекции на теплообмен.Число Нуссельта Nu=α*l/λ, где альфа-коэф теплоотдачи,Вт/м²*К,λ-коэф теплопроводности,Вт/м*К). Представляет собой безразмерный коэф.теплоотдачи и показывает отношение действительной плотности теплового потока к плотности теплового потока при чистой теплопроводности,т.е. Nu характеризует увеличение теплообмена конвекцией по сравнению с чистой теплопроводностью. Числом подобия называется такие безразмерные соотношения параметров, которые у подобных явления в сходственных точках имеют численно одинаковые значения.

27.Ур. Подобия в случае естественной и вынужденной конвекций при различных режимах течения.

Уравнением подобия называется зависимость между каким либо определяемым числом подобия Re,Gr,Pr,Fo-определяющие числа,Nu-определяемое.Уравнение подобия стационарного конвективного теплообмена в общем виде:

Nu_ж =С*Re^m*Prⁿ*Gr^p, C-безразмерный коэф., m,n,p-безразмерные степенные показатели принимающие различные значения для соотв.интервалов изменения Re и (Gr*Pr). Естественная (свободная) конвекция представляет собой свободное движение происходящее вследствии разности плотностей нагретых и холодных частиц жидкости наход-ся в поле сил тяжести. Вынужденная конвекция создается внешним источником (насосом,вентилятором,ветром).

28.Теплообмен излучением. Основные понятия и определения. Закон Стефана-Больцмана, Планка, Кирхгофа, Вина.

В отличие от теплопроводности и конвективного переноса теплоты, теплообмен излучением не требует непосредственного контакта тел. Излучение-это процесс распространения э/м волн, испускаемых телом при преобразовании внутренней энергии тела в результате внутримолоеклярных и внутриатомных возмущений в лучистую энергию.Поглощение – преварщение энергии падающих на тело э/м волн во внутреннюю энергию.Теплообмен излучение – процесс переноса теплоты,обусловл.взаимным излучением и поглощением тел,имеющих разные t. Суммарное излучение поверхности тела по всем направлениям полусферического пространства и по всем длинам волн спектра в единицу времени нзв интегральным или полным лучистым потоком Q (Вт).Интегральный лучистый поток излучаемый единицей поверхности по всем направлениям называется излучающей способностью, удельным лучистым потоком или поверхностной плотонстью интегрального излучения E(Вт/м²). Q=E*F, Вт. Интенсивность излучения I харак-ет

Способность тела испускать энергию в длиной волны λ: I=dE/dλ,Вт/м².

Закон Вина.

Длина волны,при которой энергия излучения АЧТ максимальна,опр-ся законом смещения Вина: λmax=с/Т=0.002899/Т. Λmax-длина волны с максимальной интенисвностью в метрах.

Закон Кирхгофа.

E/A=E₀c₀(T/100)⁴. Отношение излучательной способности тела к его поглощательной одинаково для всех тел,находящийхся при одной и той же t, и равно излучат.способности АЧТ при той же t: Ei/Ai=E0(T0=Ti)

1)степень черноты любого тела в состояниии т.д. равновесия численно равна его коэффициенту поглощения Ai при той же Т: εi=Ei/E0=Ai;2)чем выше способность тела поглощать, тем больше его энергия излучения.

Закон Планка.

Устанавливает зависимость поверностной плотности потока монохроматического излучения абсолютно черного тела от длины волны и т-ры: I0=(C1*λ^-5))/e^c2/λ*t -1,где C₁=3,7410^-16 Втм²; c₂=1,4410^-2 мК;  - длина волны излучения, м; Т — т-ра излучающего тела, К. 1)при λ=0 и λ->бесконечности,также как и при Т=0 К, интенсивность излучения I0=0;2)для всех λ I излучения возрастает с ростом Т;3)при каждой Т=const сущ-ет значение λmax: I(ν,Е)=2hν³/c²*1/e^hv/kt-1;

Закон Стефана-Больцмана

E₀=σТ⁴=c₀(T/100)⁴, где c₀=5,67 Вт/(м²К⁴) - коэффициент излучения абсолютно черного тела. σ-постоянная стефана больцмана. Для серых тел Е=ε*E0=ε*C0(T/100)⁴=C(T/100)⁴,ε=E/E0- степень черноты.

закон излучения абсолютно чёрного тела. Определяет зависимость мощности излучения абсолютно чёрного тела от его температуры. Формулировка закона:

Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела.

где   - степень черноты (для всех веществ  , для абсолютно черного тела  ).